Учебное пособие составлено для студентов дневной и заочной формы обучения специальности 280201 и 280202 , по курсу Ветровая эрозия и пылеподавление. Пособие составлено в соответствии с действующими инструктивными документами и природоохранным законодательством РФ.
Электронная версия книги:
Комонов С.В., Комонова Е.Н. Ветровая эрозия и пылеподавление. Курс лекций. — Красноярск: Изд. СФУ. — 2008. — 192 с.
Введение
Глава 1. Ветровая эрозия
1.1. Определение понятия «эрозия почв», классификация эрозионных процессов
1.2. Виды эрозионных процессов
1.2.1. Процессы ветровой эрозии
1.2.2. Процессы водной эрозии
1.2.3. Процессы овражной эрозии
1.2.4. Процессы пустынной эрозии (опустынивание)
1.2.5. Процессы ледниковой эрозии (экзарации)
1.2.6. Процессы вторичной эрозии (засоление, заболачивание)
1.2.7. Процессы антропогенной (ускоренной) эрозии
1.3. Ущерб, причиняемый эрозией почв окружающей среде
1.4. Развитие исследований по ветровой эрозии
1.4.1 Исследования российских ученых
1.4.2. Исследования зарубежных ученых
1.5. Факторы ветровой эрозии почв
1.5.1. Климатические факторы
1.5.2. Топографические факторы
1.5.3. Почвенные и литологические факторы
1.5.4. Растительность
1.5.5. Хозяйственная деятельность человека
1.6. Теоретические основы процесса ветровой эрозии
1.6.1. Механика отложения, переноса и отделения материала (грунта)
1.6.2. Тормозящий эффект шероховатости поверхности
1.6.3. Ветровые нагрузки, действующие на аэродинамическую поверхность
1.6.4. Основы процесса пыления
1.6.5. Модели перемещения дисперсных частиц над пылящей поверхностью
1.6.6. Поведение дисперсной частицы в воздухе
1.6.7. Поведение дисперсной частицы вне тонкого слоя
1.6.8. Выдувание двухкомпонентных образцов
1.6.9. Развитие процесса эрозии с подветренной стороны препятствия
1.6.10. Природа поверхностных отложении и эродированных форм рельефа
1.7. Измерение и прогнозирование размеров эрозии
1.7.1. Прогнозирование эрозии при снеготаянии
1.7.2. Прогнозирование эрозии почв при орошении
1.7.3. Прогнозирование ветровой эрозии почв
1.7.4. Измерение и прогнозирование фактических и потенциальных размеров эрозии
1.7.5. Потенциальная эрозия
1.8. Методы изучения эрозии грунта
1.8.1. Методология эрозионных исследований
1.8.2. Экспериментальные исследования процесса пыления
1.8.3. Конструкция аэродинамической установки и методика исследования
1.8.4. Свойства пыли
1.9. Особенности ветровой эрозии в зимний период
1.10. Формы криогенных процессов и деформаций при зимнем пылении
Глава 2. Методы оценки ветровой эрозии и пыления
2.1. Методика расчетной оценки ветровой эрозии и пыления золошлакоотвала ТЭС
2.2. Механизм и основные показатели ветровой эрозии золошлакоотвала ТЭС
2.3. Характеристика золоотвала как площадного пылящего объекта
2.4. Расчетная оценка ветровой эрозии золошлаков ТЭС
2.5. Оценка среднегодового и текущего выноса частиц с поверхности золошлакоотвала при ветровой эрозии
2.6. Экспериментальное определение интегрального параметр удельной сдуваемости материала
2.7. Оценка выбросов золовых частиц с золоотвала в атмосферу за пределы санитарно-защитной зоны
2.8. Источники пылевыделения при отвалообразовании
2.9. Определение дальности рассеивания пыли при отвалообразовании
2.10. Методика оценки пыления открытого угольного склада
2.11. Методика оценки пыления при разработке и эксплуатации карьера
2.11.1. Технология разработки карьеров
2.11.2. Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от карьера
Глава 3. Методы и способы пылеподавления
3.1. Классификация мероприятий по пылеподавлению на золошлакоотвалах
3.2. Постоянно действующие мероприятия по пылеподавлению
3.3. Временные оперативные мероприятия по предотвращению пыления
3.3.1. Способ дождевания и водяной завесы
3.3.2. Расчет подпора дождевального аппарата
3.3.3. Работа дождевальной установки (напримере аппарата – ДА-2)
3.3.4. Пылеподавление на гидроотвалах дисперсных отходов способом гидрообеспыливания
3.3.5. Гидрообеспыливание предварительным увлажнением
3.4. Временные технологические мероприятия по предотвращению пыления
3.4.1. Закрепление пылящих поверхностей
3.4.2. Пылеподавление при помощи пены
3.5. Пылеподавление на карьерах
3.5.1. Использование метода гидрозабойки при пылеподавлении
3.5.2. Увлажнение разрыхленной горной массы в развале и на складе
3.5.3. Организация санитарно-защитной зоны карьеров
3.6. Криогенная технология пылеподавления
Введение
Во многих регионах России атмосфера интенсивно загрязняется промышленными выбросами, содержащими различные вещества вредные для окружающей среды, (оксиды серы, азота, углерода, тяжелые металлы, углеводороды, частицы пыли). Одним из основных источников загрязнения атмосферы являются тепловые электрические станции (ТЭС), сжигающие твердое топливо.
В последние годы в России возрастает потребление электрической и тепловой энергии, вырабатываемой на ТЭС. Соответственно увеличивается объем сжигаемого твердого топлива. При этом возрастает количество твердых отходов ТЭС, складируемых в золоотвалах. Ущерб окружающей природной среде при эксплуатации этих сооружений наносится в результате совместного действия двух факторов – пыления сухой золы на надводных пляжах и фильтрации промышленных стоков через тело и основание дамб. Пылевые выбросы и фильтрационные стоки содержат в своем составе тяжелые металлы – кальций, магний, натрий и другие вредные вещества, содержащиеся в золошлаковых отходах и в воде системы гидрозолоудаления. Пыление поверхности надводных пляжей является существенным фактором негативного воздействия ТЭС на окружающую среду.
Красноярские теплостанции, на 1 МВт установленной мощности производят 200 тонн в год золошлаковых отходов. После сжигания угля на предприятиях топливно-энергетического комплекса края в золоотвалах накапливается в среднем 1млн 200 тыс. тонн золы в год, которая в настоящее время практически не используется. В результате Красноярск, Ачинск, Канск, Минусинск, Зеленогорск, Шарыпово, Назарово и другие промышленные центры края окружают обширные золошлаковые массивы. С каждым годом их площадь увеличивается, а число выделяемых ими в окружающую среду вредных химических веществ растет. И хотя зола Канско-Ачинских углей относится к IV классу опасности, тем не менее, накапливаясь в больших количествах, она оказывает серьезное негативное влияние на экологическую обстановку в регионе.
Одним из такого воздействия является зольная пыль, выбрасываемая в воздух из труб ТЭС и выносимая с золоотвалов ветром на расстояние до нескольких километров. Например, в Красноярске есть места, где на один квадратный километр за сутки выпадает до 5 тонн пыли, преимущественно зольной.
Ситуация усугубляется еще и тем, что предприятия топливо-энергетического комплекса (ТЭК) в основном расположены компактно. Их совокупное воздействие на окружающую среду представляет серьезную угрозу экологическому благополучию региона. Наиболее неблагоприятными в этом отношении являются города – Красноярск, Ачинск и Назарово и окружающие их территории.
Целью данного курса является, познакомить студентов и научить прикладным знания, в области экологической оценки ветровой эрозии, охватывающую при широком понимании специальные экологические вопросы:
· моделирование пространственного перераспределение и сортировки частиц в процессе ветровой эрозии, которое оказывает значительное влияние на грунт, его микротопографию и связанную с ними деятельность.
· исследование процессов захвата и переноса рыхлого поверхностного материала ветром, который при этом подвергается абразивному воздействию переносимых ветром частиц.
· оценка воздействия на окружающую среду промышленных накопителей планируемой и уже осуществляемой деятельности.
· формирование комплекса соответствующих знаний и первичных навыков у будущих экологов.
Главная задача этого предмета является знакомство студентов с практической экологией, с методическими основами процессов пыления и расчетными методиками, действующими в России.
Научить студентов:
· процессам пыления поверхности пляжа;
· эродируемости золоотвалов;
· оценки ветровой эрозии золошлакоотвалов ТЭС;
· запыленности атмосферы на золоотвалах;
· выделение наиболее значимых факторов, воздействующих на окружающую природную среду (ОПС), характерных именно для анализируемого объекта;
· анализу полученных результатов, составлению выводов, рекомендаций и мероприятий по пылеподавлению.