Управление отходами. Полигонные технологии захоронения твердых бытов

ют опасность для самолетов – возможны столкновения, попадание птиц в турбины, двигатели самолетов [4].

Под полигоны должны выбираться земельные участки, не пригодные для сельского хозяйства или занятые кустарниками, малоценными насаждениями. Наиболее рационально использование полигонов для рекультивации нарушенных территорий (выработанные карьеры глины, песков, камня и др.), для целей вертикальной планировки территории городов, поселков и пригородных зон за пределами жилой застройки (засыпка оврагов, балок, пониженных и заболоченных мест, торфяных болот, имеющих глубину не более 1 м, закрытых шахт).

Площадь участка должна выбираться с учетом 15–20-летнего срока эксплуатации объекта захоронения.

Площадь полигона существенно зависит от выбранной технологии депонирования (обычный или высоконагружаемый полигон).

При складировании ТБО с высотой слоя более 20 м полигон переходит в категорию высоконагружаемых. Ориентировочно площадь высоконагружаемого полигона может быть определена табл. 2.1 [11].

Каждый полигон ТБО должен иметь санитарно-защитную зону не менее 500 м; с учетом неоднозначности трактования положений санитарных норм рекомендуется использовать норматив СЗЗ, установленный для усовершенствованных свалок – 1000 м. Как видно из табл. 2.1, при прочих равных условиях увеличение высоты складирования позволяет существенно уменьшить площадь земельного участка под полигон ТБО.

Таблица 2. 1

Ориентировочная площадь полигона ТБО, га [11]

81

Под вместимостью полигона понимают количество ТБО, которое будет помещено в рабочем теле при определенном уплотнении.

Теоретическую вместимость полигона Ет на расчетный срок определяют по формуле

где K1 – коэффициент, учитывающий уплотнение ТБО в процессе эксплуатации полигона за весь срок Т (табл. 2.2); K2 – коэффициент, учитывающий объем слоев промежуточных и окончательных наружных изолирующих слоев грунта (табл. 2.4); У1 и У2 – удельные годовые нормы накопления ТБО по объему на 1-й (фактические данные) и последний годы эксплуатации, м3/чел. в год; Н1 и Н2 – количество обслуживаемого полигоном населения на 1-й и последний годы эксплуатации, чел.

Значения коэффициентов K 1 и K 2 приведены в табл. 2.2 и 2.3 [1, 4].

В общем виде результаты анализа критериев выбора площадки приведены в табл. 2.4. После определения критериев их можно использовать для практической оценки площадок, которая производится, как уже отмечалось выше, в три этапа:

–обзор площадок;

–их оценка;

–квалификация.

Таблица 2.2

Характеристики уплотнения ТБО на полигоне [11]

82

Таблица 2. 3

Учет объема изолирующих слоев полигона ТБО [11]

В процессе первых двух этапов происходит прямое использование выработанных критериев; на третьем этапе использование критериев менее жесткое [12].

Окончание табл. 2 .4

2.1.4. Процедура анализа приемлемости площадок

Обзор площадок. Первый этап процесса выбора площадок может выполняться двумя способами:

–прямое выявление подходящих площадок;

–выявление площадок через отсеивание неприемлемых решений.

Прямое выявление подходит, когда доминирующими является один или два критерия (например, если известно, что площадка должна располагаться на

84

государственных землях, прямое выявление может быть использовано для того, чтобы концентрироваться на определенных участках с данным режимом).

В процессе отсеивания из рассмотрения исключаются непригодные площадки, что позволяет сосредоточиться на существенно сокращенном списке потенциальных площадок. Практическое применение критерия отсеивания (исключения) может быть выполнено упрощенным или усложненным способом в зависимости от сложности используемого критерия.

Большое количество граничных условий, накладывающих ограничения на размещение объектов захоронения отходов, увеличивает вероятность появления ошибок при проведении этапа выбора площадки под полигон ТБО. Для решения многофакторной задачи определения географического места размещения объекта, удовлетворяющего ряду граничных условий, а затем выбора оптимального варианта по широкому спектру критериев разработаны алгоритм и процедура выбора места размещения полигона методом «наложения карт» (метод калек) с использованием геоинформационных технологий (ГИС) (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Процесс исключения рассматриваемых участков с помощью накладывающихся карт: 1 – исключение затапливаемых районов; 2 – исключение уникальнойсреды обитания; 3 – исключение лесов и других естественных районов; 4 – исключение парков

ГИС – это автоматизированная информационная система, предназначенная для обработки пространственно-временных данных, основой интеграции которых служит географическая информации.

85

В ГИС в качестве информационной основы используются географические данные. Поэтому ГИС включают технологии сбора и обработки географической и картографической информации.

Использование ГИС в процессе обзора возможных площадок дает наилучшие результаты при детальном рассмотрении больших площадей или когда используется большое количество исключающих критериев и необходимо сохранить данные по каждой рассматриваемой площади.

Площади, которые должны быть изъяты из рассмотрения по критериям исключения (например, «годится – не годится» в связи с водоносностью района или юридическими ограничениями), наносятся на прозрачные карты региона, который изучается. Отдельные прозрачные карты затем совмещаются, чтобы выделить районы, которые отвечают всем критериям. Эти районы затем становятся вариантами для оценки площадок.

Обоснование принимаемого решения по выбору площадки осуществляется с учетом действующей нормативной базы, на всех стадиях жизненного цикла объекта, оценки потенциального влияния объекта на окружающую среду, общественного мнения и процедуры согласования и экспертизы. Обоснование осуществляется для ограниченного числа площадок, часто одной. Оценка воздействия на окружающую среду осуществляется с учетом максимального количества деталей, включая весь комплекс природоохранных мероприятий, инженерные барьеры и т.п. Анализ площадок и их оценка на предварительных этапах обычно выполняются по принципу «как есть», без учета возможных инженерных сооружений.

Оценка площадок. Второй этап процесса выбора площадки характеризуется сравнительным анализом потенциальных площадок, выявленных на предыдущем этапе, с тем чтобы отдельные площадки могли ранжироваться в соответствии с предъявляемыми требованиями. В данном случае оценка площадок основывается на критериях относительной пригодности. Как отмечалось ранее, эти критерии могут иметь отношение к критерию порогового значения, в котором одно значение предпочтительно по отношению к другому, но не дают основания для исключения площадки из рассмотрения (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Взаимоотношение порогового значения и относительных значений для оценки предполагаемых площадок

86

Квалификация площадок. Заключительный этап процесса выбора площадок – их квалификация, в процессе которой анализируется возможность с учетом существующего законодательства выполнения правил – от проектирования до функционирования площадок полигонов, сюда же входит работа по оценке влияния на окружающую среду, общественное обсуждение и анализ этих документов уполномоченными органами. Этап квалификации проводится для весьма ограниченного числа площадок, часто одной. Оценка взаимодействия с окружающей средой и применение моделей осуществляются с учетом максимального количества факторов и деталей, включая весь комплекс природоохранных мероприятий, инженерные барьеры и т.п.

Одним из вариантов квалификации является использование модели, по которой решение принимается после проверки каждого конкретного параметра, связанного с приемлемостью площадки.

Обобщенная блок-схема процедуры выбора площадки представлена на рис. 2.4 [12].

2.1.5. Изыскательные работы при выборе участка под полигон

Инженерные изыскания по выбранной и согласованной под полигон площадке по времени предшествуют проектированию, но функционально подчинены ему [2].

В предварительном заключении рабочей группы формулируются рекомендации по выбору оптимального варианта площадки. Как правило, на рассмотрение комиссии рекомендуется два основных варианта площадки. Одновременно

сэтим в предварительном заключении определяется необходимость выполнения инженерных изысканий на стадии выбора площадки по рекомендованным вариантам. Решение о выполнении инженерных изысканий на стадии выбора площадки и порядке разработки обоснования инвестиций принимает заказчик на основании выводов предварительного заключения рабочей группы. Задание на изыскания составляется рабочей группой. Основными задачами инженерных изысканий на стадии выбора площадки является уточнение природных условий каждого из рекомендованных вариантов площадки (топографии, геологического строения, гидрологических условий), достаточное для разработки обоснования инвестиций [2].

На выбранном под полигон участке выполняются топографическая съемка, геологические и гидрогеологические изыскания и санитарные исследования. Для проектирования полигона необходимо иметь план всего участка в масштабе 1:1000 с горизонталями через 1 м. План участка хозяйственной зоны, инженерных сооружений и внешних коммуникаций составляется в масштабе 1:500

сгоризонталями через 0.5 м (проект внешних сетей большой протяженности может выполняться в масштабе 1:1000).

87

88

Для полигонов с нагрузкой на основание 10 т/м2 или 100 тыс. т/га проводятся комплексные геологические исследования, включающие более полное изучение гидрогеологических, геофизических, ландшафтно-геофизических и других условий отведения земельного участка с составлением прогноза возможного отрицательного воздействия объекта на природные экосистемы в перспекти-

ве (30–50 лет) [1].

Основные задачи комплексных геолого-экологических исследований – оценка природной защищенности геологической среды в районе проектируемого полигона, разработка рекомендаций по предотвращению или уменьшению негативного воздействия полигонов на окружающую среду.

В районе поиска участка выполняются топогеодезические работы. Для получения топоосновы территории исследования производится мензульная съемка в масштабе 1:5000 [1, 11].

Инженерно-геодезические изыскания проводятся с целью получения топо- графо-геодезических материалов, данных о ситуации, рельефе местности, существующих зданиях и сооружениях, элементов планировки для выполнения проектирования и строительства полигонов ТБО [5]. Геологические и гидрогеологические исследования проводятся по маршрутам с описанием точек наблюдения и отбором проб горных пород на физико-механические свойства. [13].

Для оценки геолого-литологического строения территории (состава пород, их мощности, условий залегания пород, установления их изменчивости и горизонтальной направленности), определения числа водоносных горизонтов, их мощности, наличия или отсутствия напора, направления потока производится отбор проб воды и грунтов из скважин.

Общее количество скважин определяется исходя из сложности геологолитологического строения, особенностей рельефа, нарушенности горных пород, характеристики водоносного горизонта и т.д. Рекомендуется заложить одну скважину в центре предполагаемой площадки складирования ТБО, вторую – у намечаемой нижней границы площадки по подземному стоку и последующие – в том же направлении с интервалом не менее 250 м [13].

Минимальная глубина геологической разведки– 10 м. При разнородных грунтахдоходятскважинамидоводоупорногослояиврезаютсявнегона1– 1,5 м[1].

Скважины подразделяются на режимные и картировочные. Режимные скважины предназначены для гидрогеологических наблюдений и опытнофильтрационных работ. Глубины их зависят от глубины первого выдержанного водоупорного горизонта, при его отсутствии – от глубины местного (локального) водоупора.

Картировочные скважины должны иметь большую глубину, так как кроме решения общих задач с помощью этих скважин устанавливаются мощность, состав, выдержанность водоупорного горизонта. После выполнения предусмотренного комплекса работ эти скважины ликвидируются [4].

89

Гидрогеологические исследования определяют уровень грунтовых вод (УГВ) и направление их потока. Для расчета водоотводных канав, защищающих полигон от потока поверхностных вод (дождевых и талых), собираются сведения об интенсивности и испаряемости атмосферных осадков и площади их водосбора [1].

В процессе геолого-гидрологического обследования и бурения скважин отбираются пробы грунтов для определения их физико-механических свойств. Согласно рекомендациям [13] изучается не менее 6 проб каждого геологогенетического типа горных пород.

Определяются водно-физические и механические свойства грунтов: гранулометрический состав, плотность, пористость, пластичность, влажность, прочность, проницаемость, сжимаемость и т.д.

Для определения водообильности изучаемых пород (удельного дебита, коэффициента фильтрации), выявления наличия гидравлической связи между разными водоносными горизонтами закладывается куст скважин с учетом особенностей водоносного горизонта [13].

Для картирования уровня грунтовых вод (УГВ) выполняются электроразведочные и сейсморазведочные работы.

Ландшафтно-геохимическое обследование производится по профилям и по материалам дешифрирования аэрофотосъемки (АФС) масштаба 1:15000 (1:20000; 1:12000) с интервалом съемки в 5–10 лет. Геохимические исследования проводятся посредством отбора проб почв и растений и производства спектральных и химических анализов в стационарных лабораториях. Точки наблюдения располагаются через 50 м по площади исследования [14].

При ландшафтно-геохимических исследованиях выявляется естественный геоботанический местный фон и выясняются возможности рационального использования всех природных комплексов.

Санитарно-топографические исследования проводятся для оценки санитарной ситуации в зоне возможного влияния полигона (наличие источников централизованного и децентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, жилья, мест отдыха населения, садовых участков, детских оздоровительных учреждений, спортивных сооружений и т.д.).

Климатогеографическая оценка производится на основе сведений о скорости и направлении ветров, температуре воздуха, длительности безморозного периода, высоте снегового покрова, интенсивности атмосферных осадков, их испаряемости, площади водосбора. Водосборная площадь определяется по плану или карте территории в масштабе 1:25000 – 1:50000 [11]. Эти же данные используются для расчета нагорных канав, защищающих полигон от потока поверхностных вод (дождевых или талых).

На третьем этапе предпроектных работ по результатам комплексных гео- лого-экологических работ и сравнения показателей окончательно выбирается

90