1.2. Количественная оценка образования фильтрационных вод полигонов тбо

Расход фильтрата зависит от исходной влажности ТБО, их пористости, плотности, количества осадков, выпадающих над рабочим телом полигона, их проникновения вглубь отходов, испаряемости и многих других факторов. Основными факторами, влияющими на расход фильтрата, являются влажность ТБО и осадки (дожди и вода от таяния снега и льда). Вода, фильтруясь сверху вниз, не всегда может достигнуть нижних слоев уплотненных ТБО. Только при явно избыточном количестве отжимной воды и достаточно большой подпитки извне фильтрат достигает водоупорных слоев в основании полигона и накапливается в слоях ТБО над водоупорным основанием.

Расход образующегося фильтрата можно определить на основе анализа гидрологического баланса полигона ТБО.

Общий внешний приток воды (ПВ) в рабочее тело полигона определяется по формуле:

ПВ=АО+РФ+ПС+(-ПС)-ЕТ-ЭТП+КП+ИВП-Ф_и+ИВГ

где АО - атмосферные осадки; РФ – рециркуляция фильтрата (полив, увлажнение); ПС – поверхностный сток с полигона; ЕТ – испарение с поверхности, не покрытой растительностью; ЭТ – эвапотранспирация (суммарное испарение воды растительностью); П – вода, содержащаяся в почвенном слое; КП – конденсация паров воды в почвенном слое; ИВП – вода, фильтрующаяся из поверхностных водных объектов в рабочее тело полигона; Ф_и - фильтрат, инфильтрующийся из рабочего тела полигона в подземные (грунтовые) водоносные горизонты; ИВГ – вода, инфильтрующаяся из подземных (грунтовых) водоносных горизонтов в рабочее тело полигона.

Расход фильтрата (РФ), содержащегося в рабочем теле полигона рассчитывается следующим образом:

РФ=(ПВОШВР-Ф_и-ФД)-А

где ПВ – общий внешний приток воды в рабочее тело полигона; О – вода, содержащаяся в отходах;Ш – вода, содержащаяся в илах, шламах задепонированных на полигоне; ВР – вода, образующаяся или потребляемая в процессе разложения отходов; Ф_и - фильтрат, инфильтрующийся из рабочего тела полигона в подземные (грунтовые) водоносные горизонты; ФД – фильтрат, отводимый из дренажной системы; А – площадь рабочего тела полигона.

Для более полного определения расхода фильтрата существуют многочисленные формулы, позволяющие рассчитать величину ЕТ и ЭТ для различных климатогеографических зон; величину ПС в зависимости от угла наклона поверхности рабочего тела полигона, степень его покрытости растительностью, характера поверхности и т.д., расхода атмосферных осадков с учетом их равномерности, продолжительности ливней, их расхода во времени, характера снеговых явлений, скорости снеготаяния и т.д.; движение воды через слой отходов, водонасыщенности отходов; достаточности экранов, препятствующих инфильтрации и фильтрации воды из рабочего тела полигона и в него и т.д.

Одним из основных факторов, влияющих на количество образующегося фильтрата, являются атмосферные осадки и температура воздуха в районе размещения полигона. Испаряемость для участков, покрытых растительностью, примерно одинакова и колеблется в пределах 400-500 мм/год, для сельскохозяйственных угодий (пашня – пары без посадок) – около 300-350 мм/год. Наибольшая испаряемость наблюдается летом, когда она превышает количество выпадающих осадков.

Количество воды, стекающей с рабочего тела полигона, различаются в зависимости от характера осадков (дожди – кратковременные, обложные, ливневые, моросящие), интенсивности таяния снега и его накопления, угла наклона боковых поверхностей рабочего тела, качества материала этих поверхностей, стадии работы полигона (период эксплуатации или после рекультивации) и многих других факторов. При всех прочих равных условиях, поверхностный сток с полигона (ПС) будет наибольшим во время ливневых осадков, интенсивного снеготаяния.

Поверхностный сток с рабочего тела полигона в период его эксплуатации может быть принят близким к 0 мм/год, а после рекультивации 50 мм/год.

В том случае, если отходы, складированные на полигоне, не насыщены влагой, они могут впитывать ее до предела полного насыщения. Полностью насыщенные влагой отходы, а также отходы в процессе слеживаемости или под влиянием давления уплотнительной техники могут отдавать избыток влаги в виде отжимной воды.

Зная сумму годовых осадков, испаряемость, объем поверхностного стока и поглощение воды отходами, можно ориентировочно определить количество фильтрата, который может образоваться в рабочем теле полигона:

Q_ф=(АО-Е-ПС-О_п-Ф_п)*А*10³

где Q_ф – расход фильтрата, м³/год; АО – атмосферные осадки, мм/год; Е – испаряемость, мм/год; ПС – поверхностный сток, мм/год; О_п - поглощение воды отходами, мм/год; Ф_п - утечка через защитный экран, мм/год; А – площадь рабочего тела полигона, м².

По принятым в России методическим подходам, максимальный суточный расход фильтрата можно определить по формуле:

q_cут=k*(Q_а.г.+Q_п.г.)/365

где k – коэффициент, учитывающий влагопоглощающую и испарительную способность ТБО (для полигонов по высотной схеме k=0,1; наклонной k=0,15); Q_а.г.- суммарное годовое количество осадков, выпадающих на поверхность отходов, м³/год; Q_п.г.- суммарное годовое количество прочих вод, распределяемых по поверхности отходов (стоки от мойки мусоровозов, контейнеров и пр.), м³/год.

Годовой расход фильтрата может изменяться до 50 % в зависимости от колебания суммы годовых осадков в засушливые и «переувлажненные» годы. Неравномерно образование фильтрата по месяцам года: наибольшее его количество приходиться на период с ноября по апрель, а наименьшее – в период с мая по октябрь, что связано с более интенсивным испарением в летние месяцы.