научная статья по теме ВОЗДЕЙСТВИЕ ОБЪЕКТОВ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ НА ГЕОЛОГИЧЕСКУЮ СРЕДУ УВЕЛЬСКОГО РАЙОНА ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ Биология

Текст научной статьи на тему «ВОЗДЕЙСТВИЕ ОБЪЕКТОВ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ НА ГЕОЛОГИЧЕСКУЮ СРЕДУ УВЕЛЬСКОГО РАЙОНА ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ»

ЗкологмгескйЗ оценка М кйр^огрйфмровйнме

УДК 504.055

ВОЗДЕЙСТВИЕ ОБЪЕКТОВ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ НА ГЕОЛОГИЧЕСКУЮ СРЕДУ УВЕЛЬСКОГО РАЙОНА ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ

М. И. Саввин, аспирант Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова, geomax02@mail.ru

Проведено исследование воздействия строительства Южноуральской ГРЭС и эксплуатации Южноуральской ГРЭС-2 на геологическую среду. Рассмотрены вопросы взаимодействия золошлако-отвалов Южноуральской ГРЭС с подземными и поверхностными водами, а также строительством ЮГРЭС-2 и режимом подземных вод.

The study has been carried out to assess an impact of the construction of the Yuzhnouralskaya GRES and the operation of the Yuzhnouralskaya GRES-2 on geological environment. The problems of interaction between ash and slag dumps of the Yuzhnouralskaya GRES, ground and surface water, construction of the UGRES-2 and ground water regime have been considered.

Ключевые слова: объекты теплоэнергетики, золошлакоотвалы, воздействие на геологическую среду, землепользование, природосберегающие мероприятия.

Keywords: heat-and-power engineering facilities, impact on geological environment, land-utilization, environment-friendly measures.

Введение. Развитие теплоэнергетики оказывает воздействие на все компоненты природной среды. Воздействию традиционно подвергаются воздушная среда (выбросы в атмосферу окислов серы, азота, углерода, паров воды, твердых частиц), поверхностные воды (забор воды, создание новых водохранилищ, сбросы загрязненных и нагретых вод), геологическая среда (извлечение ископаемых топлив на стадии добычи сырья, выбросы на поверхность твердых, жидких и газообразных токсичных веществ, изменение баланса грунтовых вод), изменение ландшафтов (потеря продуктивности, биоразнообразия и т. п.). С ростом числа объектов теплоэнергетики это воздействие существенно повышает экологический риск. Так, например, в Троицке в мае 2013 г. после заполнения емкости зо-лошлакоотвала осветленная вода вместе с золошлаковыми отходами попала в реку Уй и прилегающая к реке территория оказалась на грани экологической катастрофы.

Для предотвращения или снижения неблагоприятного воздействия на природную среду объектов теплоэнергетики постоянно идет разработка природосберегающих технологий. Так, в 2011 г. И. М. Ибрагимовым предложены новые технологии и системы для защиты окружающей среды от неблагоприятного воздействии объектов энергетики (ТЭС и АЭС) [1], а в 2000 г. М. Е. Марченко были разработаны технические мероприятия и устройства для снижения вредного воздействия энергетических установок при сбросах водяного пара в атмосферу [2]. Однако технические решения должны сопровождаться проведением комплексного эколого-географического анализа территории потенциального воздействия, включающего оценку изменений геологического фундамента.

Методологические аспекты проблемы такого анализа и прогнозирования рисков воздействия объектов тепло- и электроэнергетики разработаны в трудах В. В. Абрамова

[3], В. Н. Башкина, А. С. Курбатовой и Д. С. Савина

[4]—[5], А. В. Евсеева [6] и др. Методика проведения изыс-

каний и экологической экспертизы описана в работах И. В. Дудлер, А. В. Дончевой, К. Н. Дьяконова [7]—[8] и др. На основе положений этих исследований была проведена комплексная оценки воздействия объектов теплоэнергетики на геологическую среду в Увель-ском районе Челябинской области. Для ее проведения использовались результаты инженерно-геологических изысканий в районе расположения Южноуральской ГРЭС (ЮГРЭС), выполненные различными отделениями института «Теплоэлектропроект», начиная с 1943 года, а также материалы отчетов по инженерным изысканиям, выполненные ОАО «Инженерный центр энергетики Урала» в 2008—2012 гг.

Постановка проблемы. Геологическая среда, по определению Е. М. Сергеева, представляет собой верхнюю часть литосферы, которая рассматривается как многокомпонентная динамичная система, находящаяся под воздействием инженерной деятельности человека, и, в свою очередь, в известной степени определяет эту деятельность [9]. Одной из наиболее актуальных проблем в рамках изучения воздействия на геологическую среду является анализ загрязнения сточными водами от тепловых электростанций на близлежащие поверхностные водоемы и грунтовые воды.

Подобное воздействие на геологическую среду зависит от системы удаления твердых компонентов продуктов сгорания (шлака и золы) на теплоэлектростанциях и проявляется по-разному. В процессе золоулавливания и гидротранспорта смеси воды и шлака в воду переходят загрязняющие вещества, возрастает минерализация воды, особенно в случае использования оборотных систем гидрозолоудаления (ГЗУ). Осветленная от золошлаковых отходов вода содержит широкий спектр химических элементов. Среди них наиболее характерно присутствие сульфатов, хлоридов, фторидов, Са, М^, Ав, V, Бе, Си, РЬ, 2п, Сг, Мп и др. Концентрация этих элементов зависит, в первую очередь, от типа сжигаемого топлива и получающейся при этом золы, а также системы золоулавливания, наличия прямоточной или оборотной системы ГЗУ. С 2006 г. в соответствии со статьей 60 (часть 4,7) Водного кодекса РФ проектирование прямоточных систем технического водоснабжения не допускается [10].

Территория исследования. Исследование воздействия проходило в Увельском районе Челябинской области, где располагается объект с оборотной системой технического водоснабжения ЮГРЭС, действующая с 1952 г. Район расположен на границе восточного склона Юж-

ного Урала и западной окраины континен-тально-морской аккумулятивной равнины Зауралья, в нижней части бассейна реки Увель-ки (приток реки Уй). Ключевые участки исследования расположены на левом и правом берегу реки Увельки и Южноуральского водохранилища. С восточной стороны водохранилища располагается ЮГРЭС, функционирующая на местном буром угле. С западной стороны водохранилища, напротив существующей ЮГРЭС, в 2,5 км к северо-западу строится новая станция — ГРЭС-2 на природном газе.

В 500 м к югу от плотины и гидроузла ЮГРЭС в пределах первой и второй надпойменной террас правого берега Увельки в наиболее суженной части долины располагаются 4 секции золоотвала ЮГРЭС. В настоящее время I и II секции золоотвала выведены из эксплуатации и законсервированы. Складирование производится в III и IV секциях. Основания чаши и дамб золоотвалов сложены палеогеновыми и неогеновыми отложениями (глин разных консистенций, встречаются опоки) и четвертичными отложениями песча-но-глинистых грунтов с редкими торфяными линзами и локальными гравийно-галечнико-вых грунтами. Чаши золоотвалов заполнены отложениями золы косослоистой структуры (мощностью 8—10 м).

В программе AutoCAD была составлена картосхема ключевого участка исследования воздействия на геологическую среду (рисунок).

Физико-географические особенности размещения ЮГРЭС и ЮГРЭС-2 представлены в виде таблицы.

Схема ключевого участка исследования Увельского района

Физико-географические особенности размещения ЮГРЭС и ЮГРЭС-2

Объект теплоэнергетики Характеристика рельефа Уровень залегания грун. вод

ЮГРЭС Средний уклон в 4° в сторону водохранилища и ограничен горизонталью 201 м (водное зеркало). С противоположной стороны горизонталью 225 м при ширине площадки 600 м Территория приурочена к Тобольскому артезианскому бассейну грунтовых вод. Грунтовые воды в районе главного здания ГРЭС с учетом заполненного водохранилища достигают отметки 201,7 м

ГРЭС-2 Рельеф достаточно ровный, уклон порядка 8—10 % в сторону водохранилища и характеризуется наличием микрорельефа в виде небольших оврагов. Территория свободна от застройки, имеет естественный ненарушенный рельеф. В южной части площадку пересекает ручей, впадающий в водохранилище. Абсолютные отметки рельефа изменяются в пределах 201,о—21о,о м с уклоном в сторону водохранилища Минимальные уровни стояния подземных вод отмечены вблизи водохранилища, максимальные — в центральной, западной и северной частях площадки. Наблюдается тесная гидравлическая связь подземных вод с водотоками района и с Южноуральским водохранилищем. Питание водоносного горизонта происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков (интенсивно в случае снеготаяния, проливных дождей), разгрузка — в реку Увелька и Южноуральское водохранилище

Особого внимания требуют вопросы, связанные с гидрогеологическими особенностями золоотвалов ЮГРЭС. Выявлено несколько водоносных горизонтов. Первый — техногенный, имеющий ограниченное распространение в районе действующих золошлакоотвалов. Глубина его залегания определяется режимом сброса пульпы в золоотвал. Тип питания его смешанный — сброс водонасыщенной пульпы и инфильтрации атмосферных осадков. По химическому составу вода сульфатная, магние-во-кальциевая. Второй водоносный горизонт имеет повсеместное распространение и приурочен к аллювиальным террасовым и пойменным отложениям. Горизонт, в основном, безнапорный, нижним водоупором служат опоковые глины палеогена. Водовмещающими породами являются пески различного гранулометрического состава и глины иловатые с линзами песка. Второй горизонт гидравлически связан с первым, питание за счет инфильтрации атмосферных осадков и техногенной воды. Вода от пресной до солоноватой (сумма солей 0,75—1,6 г/л). Третий водоносный горизонт заключен в песках и песчаниках палеогена. Мощность и обводненность его незначительны. По химическому составу подземные воды в районе исследования относятся, преимущественно, к гидрокарбонатно-натриево-магни-евому типу. Также встречаются гидрокарбонат-но-магниево-натриево-кальциевые, гидрокар-бонатно-сульфатно-натриево-магниевые, гидро-карбонатно-сульфатно-натриево-магниево-каль-циевые типы химического состава. Сумма ионов составляет 763,28—1120,50 мг/л.

Результаты инженерно-экологического обследования

Стадия строительства ЮГРЭС-2. Экологический риск загрязнения грунтов и под-

земных водных горизонтов. По результатам инженерно-экологических изысканий, выполненных ДИИЗ ОАО «Инженерный центр энергетики Урала» в 2010 г., категория загрязнения грунта в зоне строительства ЮГРЭС-2 по суммарному индексу загрязнения (7с) относится к категории «допу

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком