ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

Система контроля экологического состояния малых рек при поступлении в них сточных вод в условиях Восточного Забайкалья.

Рекомендуемая область пременения

МПР, Читинское межрегиональное управление по технологическому и экологическому надзору (Госгортехнадзор), Управление федеральной службы по надзору в сфере приро-допользования по Читинской области (Росприроднадзор), строительство, страховые ком-пании, Российские проектные и исследовательские институты.

Назначение, цели и задачи проекта

Определение реального расхода воды малых рек Восточного Забайкалья и использование его в расчетах нормативов предельно допустимых сбросов (ПДС) загрязняющих веществ, поступающих в водотоки со сточными водами.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

В действующих нормативных документах («Правила охраны поверхностных вод», М.: 1991 г., «Методика расчета предельно допустимых сбросов (ПДС) веществ в водные объекты со сточными водами», Харьков: 1990 г.) при  определении кратности разбавления сточных вод речными в контрольном створе водопользования принимаются следующие расчетные условия:

а) для незарегулированных водотоков – расчетный минимальный среднемесячный расход воды года 95%-ной вероятности превышения;

б) для зарегулированных водотоков – установленный гарантированный расход ниже плотины (санитарный попуск) с учетом исключения возможных обратных течений в нижнем бъефе.

Для назначения расчетного расхода воды в реке в условиях Восточного Забайкалья необходимо учитывать распределение стока внутри года, так как дождевые паводки сменяются меженью и расход полученный по существующей методике не соответствует реальному расходу воды в водотоке в период межени.

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Для назначения расчетного расхода воды в реке при определении нормативов предельно допустимого сброса загрязняющих веществ (ПДС) в условиях Восточного Забайкалья необходимо учитывать распределение стока внутри года, так как дождевые паводки сменяются меженью и расход, полученный по существующей методике, не соответствует реальному расходу воды в водотоке в период межени. Гидрологический режим малых рек Восточного Забайкалья отличается большой неустойчивостью и сложностью. За многолетний период наблюдений установлено чередование много– и маловодных лет. Период 1972 – 1982 гг. характеризовался пониженной водностью рек. Маловодными засушливыми годами за период наблюдений были 1901, 1926, 1927, 1946 гг. Наибольшая продолжительность межени наблюдалась в 1946 г. и составила на рр. Шилка и Ингода 105 – 122 дня. Продолжительным периодом низкой водности явились 70-е годы. В табл. 1 приводятся данные о периодах пересыхания малых рек Читинской области.

Таблица 1

Периоды пересыхания малых рек Читинской области

Обычно, сброс сточных вод в малые реки и гидротехническое строительство в их руслах осуществляется в период открытого русла. Наиболее опасным периодом поступления сточных вод в речные является фаза межени. Именно в это время расход речных вод минимален. Межень является характерной фазой для малых рек Восточного Забайкалья. Меженные периоды различаются лишь длительностью прохождения. Колебания расходов воды малых рек разных гидрологических районов  ярко показывают не только сезонные изменения стока, но и изменения по гидрологическим фазам.

Учитывая резкое изменение режима речного стока в разные фазы внутри года в условиях Восточного Забайкалья для правильного определения величины расчетного расхода воды в водном объекте предлагается использовать методику, позволяющую оценить реальное внутригодовое распределение стока воды водотока. Расчет ведется по водохозяйственным годам. С этой целью необходимо разбить год на лимитирующий сезон, нелимитирующий сезон (вместе составляющие лимитирующий период) и нелимитирующий период.

Исследования позволили установить, что в Забайкалье лимитирующим сезоном для расчета условий сброса сточных вод является сезон летней межени. В зимний период малые реки перемерзают и сброс неочищенных сточных вод в них запрещен.  Выделены основные границы летней межени, соответствующие различным типам водности лет. Границы сезона назначаются с запасом таким образом, чтобы в них проходили фактические межени за все годы как с наиболее ранним сроком их наступления, так и с наиболее поздним сроком окончания.

Был проведен анализ по данным многолетних наблюдений за расходами воды малых рр. Хилкотой, Аса и Блудная в Читинской области. Расчетами установлено, что для летне-осеннего периода характерны три основных сезона межени – майская, июньская и июльская. В табл. 2 в качестве примера приведены результаты исследований меженных периодов р. Хилкотой.

Таблица 2

Анализ числа меженей в разные годы, их продолжительность и среднемеженные расходы позволили выбрать в качестве лимитирующего сезона два месяца – июнь и июль.

Лимитирующим периодом назначен период лето-осень, включающий период с июня по октябрь. Нелимитирующим периодом назначен период зима-весна (с ноября по май). Расчет включает этапы, описание которых предлагает автор на договорной основе с заинтересованными лицами.         

Полученные расчетные минимальные среднемесячные расходы воды сведены в табл. 3, по которой построен расчетный гидрограф стока 95 % вероятности превышения для р. Хилкотой.  Для сравнения был определен расчетный минимальный месячный 95 % вероятности превышения расход воды р. Хилкотой по существующей методике, который составил Q_95%=4,15 м³/с. Расчетный среднедекадный расход Q_95% вероятности превышения, определенный с учетом прохождения межени за 32-летний период наблюдений на р. Хилкотой, составил 3,71 м³/с. Расход, определенный по существующей методике, завышен на 11,0 %.

Таблица 3

Расчетные расходы 95 %-ной вероятности превышения по месяцам для р. Хилкотой

Рис. 1. Расчетный гидрограф 95 %-ной вероятности превышения р. Хилкотой

Наиболее точным является расчетный минимальный среднепентадный расход Q_95% вероятности превышения, определенный с учетом прохождения межени за 32-летний период наблюдений на р. Хилкотой, который составил 2,47 м³/с. Расчетный расход, определенный по существующей методике, завышен на 40,5 %. Этот вывод подтверждается исследованиями, выполненными также для малых рр. Блудная и Аса. Результаты исследований приведены в табл. 4.                                                                                    Таким образом, в расчетах нормативов ПДС загрязняющих веществ за расчетный расход воды в малых реках в условиях Восточного Забайкалья принимается расход, который превышает реальный (фактический) расход воды от 13 до 40,5 %. Это приводит к загрязнению воды малых рек при использовании существующей методики в условиях Восточного Забайкалья.

 Таблица 4

Сравнение расчетных расходов воды малых рек, полученных по существующей и по рекомендуемой методикам

Примечание. В скобках указана доля в процентах превышения расчетного расхода Q_95% обеспеченности исследуемых малых рек Байкальского и Амурского бассейнов, определенного по существующей методике, над реальным расходом, определенным по рекомендуемой методике.           

Выполненные исследования позволили сделать следующие выводы:

1. В работе установлены и приняты для исследования гидрологические районы Восточного Забайкалья, в которых реки наиболее подвержены неравномерному распределению стока внутри года и антропогенному воздействию.

2. Исследования позволили установить, что наихудшие гидрологические условия при смешении со сточными водами для исследуемых малых рек складываются в период межени (для Читинской области – в июне-июле).

3. Разработана методика определения расчетного расхода воды водотока при сбросе в нее сточных вод, учитывающая внутригодовое распределение стока малых рек Восточного Забайкалья. Установлено, что расчетный минимальный среднемесячный расход Q_95% вероятности превышения, определенный по существующей методике, завышается на 40 % по сравнению с расходом воды, определенным по предлагаемой методике. Если в расчетах смешения сточных и речных вод при назначении нормативов предельно допустимых сбросов загрязняющих веществ в водные объекты не учитывать такое значительное различие, то водотоки будут искусственно загрязняться.

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

Снижение риска, уменьшение экономического ущерба, наносимого рыбному хозяйству, водным экосистемам, человеку. Эффективность работы системы контроля продемонстрирована:

– при отработке россыпных месторождений золота в Читинской области;

– при проектировании объектов золотодобычи и гидромелиоративных систем в Читинской области.

По результатам исследований выполнена укрупненная эколого-экономическая оценка ущерба, наносимого водным ресурсам в результате воздействия горно-добывающей промышленности, сельскохозяйственного производства. Эколого-экономическая оценка предотвращенного экологического ущерба осуществлена на основе данных годовых отчетов предприятий, относящихся к горно-добывающей промышленности, сельскохозяйственному производству, нормативных стоимостных показателей, аналитических материалов и материалов обследования эколого-ресурсных комплексов территорий.

Основными принципами при формировании оценок предотвращенного экологического ущерба явились: учет региональных особенностей негативного воздействия указанных видов на водные объекты; учет основных факторов, влияющих на достоверность расчетов; простота и практическая возможность определения величины предотвращаемого экологического ущерба; достоверность информации, используемой при определении величины предотвращаемого экологического ущерба.

Под ущербом от загрязнения водной среды и водного фонда территории Читинской области понимаются материальные и финансовые потери и убытки, в результате снижения биопродуктивности водных экосистем, ухудшения потребительских свойств воды как природного ресурса, дополнительных затрат на ликвидацию последствий загрязнения вод и восстановление их качества, а также выраженный в стоимостной форме вред здоровью населения.

Предотвращенный экологический ущерб от загрязнения водных объектов представляет собой оценку в денежной форме возможных отрицательных последствий от загрязнения водных ресурсов, которые удалось избежать в результате осуществления предложенных в работе природоохранных мероприятий.

В качестве основы для расчетов приведенной массы загрязнений использовались утвержденные значения предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязняющих веществ в воде водотоков рыбохозяйственного значения (как наиболее жесткие). С помощью ПДК определялись коэффициенты эколого-экономической опасности загрязняющих веществ (как величина обратная ПДК: Кэ₁ = 1/ПДК).

Расчет выполнен в табличной форме. В табл. 5 рассчитана приведенная масса (т/усл. год) взвешенных веществ, определенная для одного объекта по каждой проектной организации согласно актов внедрения с учетом рекомендуемых мероприятий.  

Показатель mопределялся на основе данных статистической отчетности предприятий и организаций (форма 2ТП-водхоз), данных проектных материалов.

Таблица 5

Приведенная масса (т/усл. год) взвешенных веществ, определенная для одного объекта по каждой проектной организации

В табл. 6 рассчитана приведенная масса (т/усл. год) взвешенных веществ, определенная для одного объекта по каждой проектной организации без учета рекомендуемых мероприятий.

Таблица 6

В табл. 7 рассчитана величина предотвращенного экологического ущерба для одного объекта по каждой проектной организации согласно актов внедрения с учетом рекомендуемых мероприятий.

Рекомендуемые в работе мероприятия использованы ОАО «ЗабайкалцветметНИИпроект» в 15 рабочих проектах, ООО «Забайкалзолотопроект» - в 6 рабочих проектах.

Таблица 7

Предотвращенный экологический ущерб для одного объекта по каждой

проектной организации с учетом рекомендуемых мероприятий

Приведенная масса (т/усл. год) взвешенных веществ без учета рекомендуемых мероприятий

9004 тыс. руб.

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

Приводится расчет платы за сброс загрязняющих веществ в р. Хилкотой при дражной отработке россыпного месторождения золота в ее русле в случае, если при назначении нормативов предельно допустимого сброса (ПДС) этих веществ используется расчетный расход воды в реке, определенный по существующей методике (табл. 8). Для сравнения приводится тот же расчет, но с использованием расчетного расхода воды в реке, определенного по рекомендуемой методике для условий Восточного Забайкалья (табл. 9). 

Расчет платы за сброс загрязняющих веществ в поверхностные водные объекты бассейна оз. Байкал выполнен в соответствии с приложением 1 к постановлению Главы администрации Читинской области от 13.02.2002 г. № 33 «Об индексации платы и утверждении дифференцированных ставок платы за загрязнение окружающей природной среды на территории Читинской области на 2002 год» согласно статье №15 ФЗ от 30.12.2001 г. №194 «О Федеральном бюджете на 2002 г.» и Постановления Правительства РФ от 28.08.1992 г. №632 «Об утверждении порядка определения платы и ее предельных размеров за загрязнение окружающей природной среды, размещение отходов, другие виды вредного воздействия». Расчет выполнен по формуле:

V1 = YxMxK1xK2xK3

где М- масса годового сброса примесей, т; Y - норматив платы за сброс загрязняющих веществ в поверхностные и подземные водные объекты бассейна р. в пределах допустимых нормативов сброса, руб. за 1т;

- взвешенные вещества 366 руб/т;

- нефтепродукты - 5510 руб/т;

K1- коэффициент экологической ситуации - 1.7 (для бассейна оз. Байкал); K2 - дополнительный коэффициент за негативное воздействие на окружающую среду, применяемый в 2006 году- 1,3 (ФЗ № 189 от 26.12.2005 г., ст. 19).

При расчете платы за сброс взвешенных веществ учитывался дополнительный коэффициент (К3), определяемый как величина, обратная сумме допустимого увеличения содержания взвешенных веществ при сбросе сточных вод к фону водоема и фоновой концентрации взвешенных веществ в воде водного объекта (согласно Постановления правительства РФ от 01.07.2005 г. №410, раздел 3, п. «ц»): К3= 1/6,0+0,0 = 0,17.

Ставка платы в пределах ПДС с учетом используемых коэффициентов:

- взвешенные вещества - 64,45 руб/т;

- нефтепродукты - 752 1,15 руб/т.

Таблица 8

Расчет платы за сброс загрязняющих веществ в р. Хилкотой при дражной отработке россыпного месторождения золота в ее русле в случае, если при назначении нормативов предельно допустимого сброса (ПДС) этих веществ используется расчетный расход воды в реке, определенный по существующей методике

Таблица 9

Расчет платы за сброс загрязняющих веществ в р. Хилкотой при дражной отработке россыпного месторождения золота в ее русле в случае, если при назначении нормативов предельно допустимого сброса (ПДС) этих веществ используется расчетный расход воды в реке, определенный по рекомендуемой методике

Плата за сброс загрязняющих веществ в водоток при применении рекомендуемой методики, учитывающей реальное внутригодовое распределение стока воды реки, увеличилась на 68%.

Экономические расчеты подтверждают предположение, что если не учитывать реальное внутригодовое распределение стока внутри года для малых рек Восточного Забайкалья, то неверно назначаются нормативы предельно допустимого сброса загрязняющих веществ (завышается допустимая к сбросу масса загрязняющих веществ). Эта масса при расчете по рекомендуемой методике разбивается на нормативную (ПДС), оплачиваемую по установленным расценкам за сброс 1 тонны вещества, и сверхнормативную (сверхлимитную), оплачиваемую в пятикратном размере.

В зависимости от объемов сбросов и видов загрязняющих веществ общая плата за сброс вредных веществ может достигать значительных размеров (для Приаргунского производственного горно-химического объединения эта плата составила около 4,5 млн. руб./год, согласно проекта нормативов предельно допустимого сброса загрязняющих веществ в Умыкейские озера).

Новые потребительские свойства продукции

Новизна состоит в том, что уточнены положения существующей методики расчета нормати-вов предельно допустимых сбросов загрязняющих веществ с учетом региональных особенно-стей Восточного Забайкалья.

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Отсутствуют.

Стадия и уровень разработки

Система внедрена в следующих проектных институтах и организациях:
– ГУП проектно-изыскательский институт на железных дорогах Забайкалья «Забайкалжел-дорпроект», ФГУ «Управление мелиорации земель и сельскохозяйственного водоснабжения по Читинской области» при Комитете сельского хозяйства и продовольствия Читинской об-ласти, ОАО «ЗабайкалцветметНИИпроект», ООО «Забайкалзолотопроект».

Предлагаемые инвестиции

0,5 млн. руб.
для контроля результатов применения технологии однократно

Рынки сбыта

Для регионов России, реки которых имеют горные и предгорные участки. Проектные и научные институты. Страховые компании.

Возможность и эффективность импортозамещения

Предлагаемая технология контроля качества воды водных объектов уникальна.

Возможность выхода на мировой рынок

Срок окупаемости (в месяцах)

36

Дата поступления материала

11.01.2007