Моделювання техногенного впливу об'єктів теплоенергетики на гідросферу

Abstract

Дисертаційна робота присвячена актуальній проблемі зменшення техногенного навантаження на гідросферу від об’єктів теплоенергетики шляхом моделювання та прогнозування процесів поширення забруднюючих речовин у зоні їх розташування. Результати роботи пройшли апробацію та були впроваджені. У результаті проведених досліджень розроблена математична модель перенесення забруднюючих речовин по профілю ґрунту. Урахування зміни напору та водонасичення в залежності від інтенсивності опадів, кліматичних умов, дозволило провести прогнозування стану підземних вод у зоні аерації об’єктів теплоенергетики та при фільтрації із золошлаконакопичувача. На основі методу скінченних елементів розроблені алгоритми чисельного рішення задач профільної фільтрації та масоперенесення ЗР. Для оцінки впливу об’єктів теплоенергетики, які працюють на твердому паливі, на стан прилеглих територій та виявлення шляхів міграції забруднюючих речовин проведені дослідження снігового покриву, ґрунтів та рослинності на вміст важких металів в зоні розташування Сумської ТЕЦ, які показали, що підприємство чинить негативний вплив на прилеглі території. Особливу небезпеку для гідросфери становить золощлаконакопичувач. З метою зменшення впливу місць складування золошлакових відходів на гідросферу розроблено заходи, які передбачають улаштування захисного екрану в золощлаконакопичувачі та переробку золошлаків. У результаті проведених досліджень підтверджена можливість використання місцевих глинистих матеріалів у якості сорбентів. Для розробки пропозицій щодо зменшення кількості відходів було проведене обстеження золошлаків Сумської ТЕЦ, яке показало можливість їх використання в будівництві.

Диссертационная работа посвящена актуальной проблеме уменьшения техногенной нагрузки на гидросферу от объектов теплоэнергетики путем моделирования и прогнозирования процессов распространения загрязняющих веществ в зоне их размещения. Результаты работы прошли апробацию и были внедрены. В результате проведенных исследований разработана математическая модель переноса загрязняющих веществ по профилю почвы. Учет изменения напора и водонасыщения, в зависимости от интенсивности осадков, климатических условий, позволил провести прогнозирование состояния подземных вод в зоне аэрации теплоэлектростанций и при фильтрации с золошлаконакопителя. На основе метода конечных элементов разработаны алгоритмы численного решения задач профильной фильтрации и массопереноса загрязняющих веществ. Для оценки влияния объектов теплоэнергетики на состояние прилегающих территорий и выявления путей миграции загрязняющих веществ проведены исследования снежного покрова, почв и растительности на содержание тяжелых метал лов в районе воздействия Сумской ТЭЦ, которые показали, что предприятие оказывает отрицательное влияние на прилегающие территории. Особую опасность для гидросферы представляет золошлаконакопитель. С целью уменьшения влияния мест складирования золошлаковых отходов на гидросферу разработаны мероприятия, которые предусматривают устройство защитного экрана в золощлаконакопителе и переработку золошлаков. В результате проведенных исследований подтверждена возможность использования местных глинистых материалов в качестве сорбентов. Для разработки предложений по уменьшению количества отходов было проведено обследование золошлаков Сумской ТЭЦ, которое показало возможность их использования в строительстве.

The thesis is devoted to the actual problem of reducing the technogenic load on the hydrosphere from thermal power plants by modeling and forecasting the processes of distribution of pollutants in the heat power facilities location zones. The results of the work were approved and implemented. As a result of the research, a mathematical model of the transport of pollutants along the soil profile has been developed. Taking into account changes in pressure and water saturation, depending on the intensity of precipitation, climatic conditions, the model allowed to predict the state of groundwater in the aeration zone of thermal power plants and during filtration from the ash and slag dump. On the basis of the finite element method, algorithms for numerical solution of the problems of profile filtration and mass transfer of pollutants have been developed. To assess the impact of Sumy TPP on the condition of adjacent territories and to identify migration pathways for polluting substances, snow cover, soil and vegetation, studies on the content of heavy metals were carried out, which showed that the enterprise had a negative impact on the adjacent territories. A special danger to the hydrosphere is impact of the ash and slug dump. In order to reduce the influence of ash and slag dumps on the hydrosphere, measures that envisage the construction of a protective screen in the ash and slug dump and the processing of ash and slag have been developed. As a result of the conducted studies, the possibility of using local clay materials as sorbents was confirmed. In order to develop proposals for reducing the amount of waste, a research of ash and slag from Sumy TPP was conducted, which showed the possibility of their use in construction.