АДАПТАЦИОННЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ НА СТАНЦИЯХ ОЧИСТКИ ГОРОДСКИХ СТОЧНЫХ ВОД ДО И ВО ВРЕМЯ ЗАСУХИ

8.4. АДАПТАЦИОННЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ДО И ВО ВРЕМЯ НАВОДНЕНИЙ

Потенциальная уязвимость системы во время ливней и наводнений связана с пространственной изменчивостью изменений в гидрологических условиях, в типе дренажа и в канализационной системе (комбинированная или раздельная канализационная система, размещение трубопровода над землей в странах с умеренным климатом, тип технологического процесса, который используется для очистки сточных вод (биологический, физико-химический), а также структура дренируемой территории (централизованные системы или децентрализованные местные системы)). Адаптационные мероприятия должны определяться и реализовываться специально под конкретные слабые точки сети.

8.4.1. Централизованные дренажные/канализационные системы и городские станции по очистке сточных вод – превентивные мероприятия

Централизованные городские канализационные сети часто строились шаг за шагом по мере роста города. Дождевая вода из застроенной территории (дорог, тротуаров и т.д.) дренировалась вместе со сточными водами домохозяйств и отраслей промышленности. Этот тип комбинированной системы работал удовлетворительно пока не проходил сильный ливень, из-за которого мощности системы оказывались недостаточными. Из-за высокой концентрации загрязнений в первой волне смытых вод, переполнения комбинированной канализации могут быть источниками загрязнения принимающих поверхностных вод. Проблему можно решить установкой сборных баков для хранения дополнительной смывной воды, которая может быть очищена ГСОСВ после окончания бури.

В современных поселках или сельской местности, где раньше не существовало канализационной системы, как правило, устанавливались раздельные дренажные системы. Раздельные дренажные системы состоят из двух трубопроводов (двух веток), один для бытовых сточных вод, который несет свое наполнение к ГСОСВ, а другой, который заканчивается непосредственно в принимающем водном объекте, для поверхностных вод (дождевая вода). Такой тип канализационной системы эффективен для контроля потоков в ГСОСВ. Проблемы могут возникнуть с неправильно направленными соединениями, а также с высоким уровнем загрязнения поверхностных вод первым смывом. Во многих европейских странах объемы воды, собранные на протяжении первых двух или трех часов выпадении осадков, перенаправляется с дренажной системы для первичной очистки для того, чтобы уменьшить концентрацию осадочных отложений, которые смываются с поверхности дорог и крыш. Первичная очистка сильно загрязненных первых смытых вод может быть усовершенствована химико-физической очисткой (коагуляция-флоккуляция).

В процессе адаптации к изменению климата, которое проявляется более сильными дождями или быстрыми наводнениями, готовность к быстрому реагированию менеджеров канализации и ГСОСВ играет ключевую роль в предотвращении затопления систем. Возраст городских мощностей может быть существенным ограничением. Структура сети может быть слишком плохой для того, чтобы позволить ей без проблем адаптироваться к измененным гидравлическим и химическим нагрузкам. Подгонка всей гидравлической мощности системы может быть невозможна экономически. В таком случае риск затопления системы может быть уменьшен, но не устранен полностью.

Наивысшей возможной гидравлической мощности санитарных систем можно достичь, главным образом, с помощью периодического рутинного эксплуатационного обслуживания системы и ее важных узлов, включая тщательную чистку дренажного/канализационного трубопровода и фитингов, а также других частей системы, чтобы избежать перелива или переполнения. Трубопроводы должны сохраняться водонепроницаемыми и герметичными, чтобы предотвратить просачивание сточных вод в грунтовые воды, а также предотвратить проникновение воды извне в канализацию во время наводнения. Механические и электрические части насосных станций должны регулярно проверяться и обслуживаться. Кроме обычного электромеханического оборудования должны быть также запасные насосы на случай чрезвычайной ситуации. Должны быть также подготовлены альтернативные источники электричества, потому что во время наводнений, а также во время других экстремальных погодных явлений, могут часто возникать сбои.

Для менеджмента очистных станций целесообразно развивать и регулярно обновлять планы обслуживания, кризисные планы и планы на случай чрезвычайного происшествия для санитарных систем и на случай наводнений, и на случай засух. Эти планы устанавливают для операторов правила управления и уровни критических показателей, что дает им возможность распознать потенциальную угрозу и делает их способными вовремя и правильно реагировать на потенциальную чрезвычайную ситуацию. Обычные планы обслуживания и планы на случай чрезвычайного события особенно целесообразны для обеспечения долгосрочной ясности в системе в целом в случае больших систем, которые дренируют большие городские территории, где разные части системы управляются разными операторами.

Фундаментальным предположением хорошо разработанного кризисного плана или плана на случай чрезвычайного события является наличие глубокого знания и подробной карты системы. Наилучшим способом могло бы быть использование легкодоступного детального плана в формате ГИС. Моделирование гидрологического режима смежных объектов поверхностных вод на случай чрезвычайных ситуаций, которое необходимо для эффективного планирования чрезвычайных ситуаций, может быть осуществлено операторами ГСОСВ, но что более эффективно, так это сотрудничество с другими специализированными органами, например, агентствами прогнозирования, органами управления речным бассейном и т.п.

Настоятельно рекомендуется самостоятельно проводить гидравлическое моделирование санитарных систем на случай чрезвычайного события для текущих и ожидаемых погодных условий. Это позволяет операторам ГСОСВ определять слабые точки системы и предлагать эффективные меры плановых процедур. Недавно возросло использование симуляционных моделей ливневых стоков в сложных сетях, поскольку они более доступны и надежны. Точность симулированных сценариев в первую очередь зависит от глубоких знаний сети и точного калибрования моделей на основе данных измерений. Важно не только разработать математическую модель санитарной системы, но также и откалибровать модель под определенный набор метеорологических условий и привязать ее к системе сбора метеорологических данных в реальном времени. Операторы могут использовать результаты этой модели для подготовки санитарной системы и ГСОСВ к колебаниям потока и нагрузки, чтобы минимизировать влияние на систему и на реципиента.

Непременным условием для успешного решения проблем чрезвычайного происшествия является квалифицированный персонал, который способен распознать угрозу, проанализировать риск и соответствующим образом прореагировать. Персонал предприятия должен получить соответствующую подготовку, а система должна регулярно тестироваться с точки зрения чрезвычайной ситуации. Другим важным аспектом является хорошая коммуникация между всеми игроками, операторами систем, собственниками, государственными администрациями, органами управления речным бассейном, менеджерами официальных систем спасения и другими заинтересованными участниками.

8.4.2. Децентрализованные и общинные санитарные системы – превентивные мероприятия

1. 
   децентрализованные системы характеризуются маленькими сетями и предприятиями с ограниченными бюджетами;
   
2. 
   в странах с теплыми зимами канализационные системы маленьких поселков располагаются над уровнем земли. Это делает их белее уязвимыми к экстремальным погодным условиям;
   
3. 
   оборудование маленьких сетей и предприятий, как правило, не высшего технологического уровня, поэтому во время чрезвычайной ситуации оно менее эффективно;
   
4. 
   может быть не доступным использование симуляционных моделей и систем телеметрии, поэтому опыт и знания сети, как и всего ее оборудования и ее реакции на прошлые критические события, становятся более важным аспектом (периодические опросы, реестр критических ситуаций во время экстремальных происшествий и т.д.);
   
5. 
   экстремальные погодные происшествия не часто концентрируют свой эффект на маленькой территории, хотя когда это и случается они могут ударить по основной части системы. Реагирование на проблему из-за этого менее гибкое с точки зрения операционной, гидравлической и очистительной мощности.
   

Влияние ливневой воды на децентрализованные системы могут существенно увеличить колебания потоков воды во время ливней, поэтому настоятельно рекомендуется принимать меры для уменьшения притока воды в ГСОСВ. Например, поддерживать безопасное просачивание дождевой воды непосредственно в поверхностный слой или разделение сетей канализации и дренажа дождевой воды. Эта мера полезна также в случае значительных снегопадов, когда антикриогенные химикаты используются на дорогах. Эти химикаты могут повредить процессам очистки в очень маленьких ГСОСВ с низкой концентрацией воды и грязи. Разделение дренажа и канализации возможно только в случае наличия подходящих природных принимающих водных объектов для прямых сбросов воды. В случае комбинированной системы количество антикриогенных химикатов должно контролироваться специальными нормативными документами.

Там где канализационные трубопроводы расположены выше уровня поверхности рекомендуется обеспечить их защищенность, где это необходимо, от урона, который мог быть причинен ливневыми водами (например, в холмистой местности), а также от сдвигов почвы.

Операторы децентрализованных систем должны тесно сотрудничать с государственными органами охраны окружающей среды и с операторами основных централизованных санитарных систем для того, чтобы иметь возможность использовать их опыт и оборудование (рекомендуется подписать соглашение о сотрудничестве в случае чрезвычайных ситуаций).

Для этих систем может привлекаться анализ затраты-выгоды, чтобы решить может ли определенный способ связи с соседней большой централизованной системой привести к большей общей эффективности.

Многие сельские поселения не оборудованы канализацией и станциями очистки. Сброс сточных вод домохозяйствами достигается с помощью маленьких домашних СОСВ и септических резервуаров или простых выгребных ям, которые используются для биологических отходов. Когда маленькие домашние СОСВ разрабатываются для сброса сточных вод, важно учитывать размещение удаленных домов в предрасположенной к наводнениям сельской местности.

8.4.3. Централизованные системы дренажа/канализации и ГСОСВ – защитные меры во время наводнений

Даже не смотря на то, что погодные прогнозы в наши дни детальные и точные, оценка масштабов ливневого шторма и его влияния на санитарную систему непредсказуема. Это справедливо особенно для больших комбинированных канализационных систем. Затопление означает не только временное повышение уровня реки или других поверхностных водоемов, во время которого территория вблизи русла реки затоплена. Урон может причиняться также водами, которые не могут уходить с любой территории природным путем или объемом дождевой воды, который превышает мощность дренажной системы на протяжении долгого периода времени.

Паводковые волны в длинных реках с большими колебаниями уровня воды, которые генерируются интенсивным ливнем, могут размножаться достаточно быстро, с потенциально опасными эффектами для санитарных систем вдоль реки, а также систем ниже по течению, на которые не повлияли штормовые события напрямую. Во время наводнения поверхностные воды из реки могут попасть в канализационную систему через гидравлические связи между рекой и канализацией, например, через переполнения комбинированной канализации, через плотины, сливы и протекающие канализационные водоводы. ГСОСВ могут тоже быть затоплены напрямую из реки или из запруд на окружающей территории.

Причинами, которые приводят к затоплению ГСОСВ, могут быть недостаточная защита от затопления, неспособность системы или размеры волны затопления. Человеческие факторы могут стать причиной урона, если будут проигнорированы обязанности, прописанные в плане действий на случай чрезвычайной ситуации. Поэтому правильный менеджмент санитарной системы требует глубоких знаний гидрологического режима расположенных рядом объектов поверхностных вод. Операторы должны быть обеспечены хорошими средствами коммуникации с органами управления речными ресурсами, дамбами и операторами шлюзов, а также с органами защиты от наводнения вдоль реки и должны быть подготовленными для срочной установки компонентов смягчения наводнения и защитных систем (мобильных стен защиты от наводнения, помповых устройств и т.п.).

Наводнения всегда негативно влияют на гидравлическую мощность дренажной системы. Природный гравитационный сброс с дренажной системы или из ГСОСВ постепенно становится невозможным и необходимо запустить резервные насосные станции. Поэтому должно быть обеспечено полное функционирование обычного электромеханического оборудования и электромеханического оборудования на случай чрезвычайной ситуации (насосы на случай наводнения). Электрические генераторы также должны быть в ждущем режиме, а их связь с ключевыми площадями станции (насосными станциями, станциями рециркуляции, смешивания и аэрации) должна быть доступной, поскольку часто происходят прорывы. Квалифицированный персонал должен быть готовым взять на себя всю ответственность, которую от них потребует план действий на случай чрезвычайной ситуации. На уязвимость системы в таком случае сильно влияет количество доступных насосных станций, которые могут откачивать лишнюю воду назад в принимающий водный объект. ГСОСВ, которые размещены на равнинной местности, более уязвимы, чем те, которые подключены к гравитационной канализации.

Полное функционирование ГСОСВ и насосных станций должно быть обеспечено на максимально долгий срок постоянными проверками/обслуживанием электромеханических мощностей, а также структурных компонентов системы. Деятельность по фундаментальному обслуживанию в системе состоят из удаления твердых отходов и прочистки канализационных водоводов, ливневых резервуаров и других объектов для обслуживания максимальной гидравлической мощности системы.

Для больших систем, ответственным за надзор за ответной реакцией всей сети, направление специальных обслуживающих команд и оповещение общественности и других участников в случае наличия риска для общественной безопасности (обратного затопления канализации сельской местности, возможного загрязнения уязвимых территорий сточными водами, загрязнения водных объектов и источников грунтовых вод, и т.д.) должен быть центральный операционный отдел.

Симуляционные гидравлические модели могут быть использованы для определения соответствующих способов работы во время чрезвычайной ситуации в реальном времени. Эпицентр экстремальных ливней, как правило, ограничивается маленькой территорией, поэтому может быть возможным применение остаточной гидравлической мощности дренажной/канализационной сети путем регулирования потока или перераспределения ливневой воды на ветки, которые менее востребованы. Такая мера требует наличия взаимосвязей между разными частями канализационной сети, установки и соответствующего обслуживания элементов системы автоматического контроля в системе, а также хорошо откалиброванной централизованной системы контроля в реальном времени (КРВ).

Защита ГСОСВ должна базироваться на оценке реального уровня риска, чтобы было обеспечено функционирование защиты и предотвращено затопление жизненно-важного оборудования и загрязнение поверхностных вод. Существует несколько практических советов по поводу того, как защитить ГСОСВ от затопления:

1. 
   постройка насыпи вокруг ГСОСВ и канализационных мощностей для защиты от наводнения, а также возможная постройка мобильных стен, защищающих от затопления;
   
2. 
   закрытие устройств предотвращения обратного тока воды (клапанов, ворот, шлюзов и т.п.) и использование насосных станций для защиты систем от обратной волны из принимающего водного объекта;
   
3. 
   размещение важных ячеек ГСОСВ выше уровня наводнения с длинным периодом возврата (применение этого решения более дорогое, потому что максимальные объемы впуска должны прокачиваться даже во время сухого периода);
   
4. 
   применение принципа «сдерживания» – важное технологическое и электротехническое оборудование размещается в одном защитном стальном контейнере или бетонном бункере, что обеспечивает безопасное функционирование оборудования внутри по время наводнения;
   
5. 
   демонтаж и хранение разборного оборудования ГСОСВ и канализационных мощностей для предотвращения урона;
   
6. 
   удаление всех химикатов и других потенциально опасных загрязнителей с территории ГСОСВ и канализационных мощностей для предотвращения дополнительного загрязнения поверхностных и грунтовых вод.
   

Во время наводнения ГСОСВ должна сохранять функциональность максимально долго, даже если большая часть сточных вод очищена лишь частично. Высокая мощность разжижения принимающего водного объекта во время затопления делает невозможным сохранение допустимого качества воды, даже если лишь часть объема поступающих сточных вод, на который рассчитаны ГСОСВ, очищается полностью.

Если защита от потопа преодолена и ситуация больше не позволяет ГСОСВ функционировать, первыми нужно убрать электрические устройства (насосы, компрессоры и другие электрические устройства, которые нужны для восстановления очистной станции), чтобы избежать урона от повышающегося уровня воды.

Ситуационное исследование 12 Сценарии попадания воды на территорию ГСОСВ во время потопа 2002 года (Чехия)

Вот некоторые примеры проблем, с которыми столкнулись ГСОСВ Чехии в 2002 году: During the big 2002 flood in the Czech Republic several tens of large UWWTPs were flooded. Thescenarios were different and they can be divided into four categories: переливание воды через защитные насыпи из-за поднимающегося уровня реки (центральные ГСОСВ в Праге); затопление станции очистки воды паводковыми водами из-за недостаточной защиты верховья реки (ГСОСВ в Ческе Будеёвице); затопление СОСВ из-за сверхбольшого притока воды из реки, которая попала в дренажные и канализационные системы из-за недостаточной мощности устройств противодействия обратному току воды (ГСОСВ в Теплице, ГСОСВ в Усти над Лабем); затопление обратными потоками воды из низовьев реки.

8.4.4. Децентрализованные и общинные санитарные системы – защитные меры во время наводнений

Очень часто операторы децентрализованных санитарных систем недостаточно хорошо подготовлены для решения проблем чрезвычайных ситуаций без помощи профессионалов, в основном из-за недостаточности резервного оборудования (насосов, автоцистерн и т.п.), а иногда из-за недостаточной квалификации персонала. Хорошее взаимодействие с государственными администрациями во время чрезвычайной ситуации и с операторами центральной ГСОСВ или других организаций, которые владеют нужным оборудованием, которое в свою очередь может помочь решить эту проблему.

Меры, которые должны быть приняты во время и после наводнения (до достижения полного восстановления системы) включают:

• 
  избежать выброса загрязненной воды и особенно загрязненной грязи из выгребных ям и септических резервуаров в поверхностные и грунтовые воды;
  
• 
  защитить ресурсы питьевой воды, колодцев и скважин от попадания загрязненных вод наводнения;
  
• 
  сохранить функциональность санитарных систем максимально долго;
  
• 
  в случае необходимости убрать все электрические устройства с насосных станций и маленьких домашних СОСВ, для которых существует опасность затопления таким образом, чтобы они могли быть использованы для мягкого перезапуска системы после наводнения;
  
• 
  удалить после потопа всю грязь с выгребных ям и септических резервуаров для их очистки на ближайшей ГСОСВ и закончить очистку максимально быстро;
  
• 
  промыть затопленные канализации водой под высоким давлением, в случае необходимости, и перезапустить функционирование местной канализационной системы и ГСОСВ максимально быстро.
  

Очень важно в сельской местности соблюдать базовые гигиенические требования для того, чтобы предотвратить попадание опасных бактерий в поверхностные и грунтовые воды, а также максимально долго сохранить функциональность санитарной системы или сохранить систему в состоянии, которое позволяет максимально быстро восстановить ее функциональность.

жүктеу/скачать 5.17 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: