Аналитическая ведомственная целевая программа (АВЦП) «Развитие научного потенциала высшей школы» (мероприятие 2)

Мероприятие 2: «Проведение фундаментальных исследований в области естественных, технических и гуманитарных наук. Научно-методическое обеспечение развития инфраструктуры вузовской науки»

Проект № 3977 «Разработка научных основ и технологии защиты урбанизированных территорий от природных и антропогенных катастроф и негативных воздействий»


Год: 2009

 Объекты исследования:

          • подземные воды на закарстованных урбанизированных территориях (1);
          • осадки сточных вод, процессы и сооружения обработки осадков сточных вод (2);
          • поверхностные источники водоснабжения, технологии подготовки питьевой воды (3)
Цель работы:
          1. Разработка методологии комплексной оценки процессов техногенного загрязнения подземных вод на закарстованных урбанизированных территориях, для обеспечения экологической безопасности объектов водоснабжения города, поселков и прогноза возможной активизации провального карстового процесса
          2. Исследование и разработка методологии экологически безопасной и экономически целесообразной утилизации осадков сточных вод станций биологической очистки городов с целью защиты поверхностных водоемов и подземных вод от загрязнения и обеспечения максимальной степени использования отходов производства и потребления в народном хозяйстве
          3. Исследования и разработка теоретических основ получения питьевой воды, обеспечивающих экологическую безопасность населения урбанизированных территорий

Методы работы:

  1. Обобщение результатов научно-исследовательской работы авторов по тематике исследований, анализ и обобщение фондовых, архивных и опубликованных материалов отечественных и зарубежных авторов, организация специальных наблюдений за динамикой загрязнения подземных вод на закарстованных территориях, типизация техногенных воздействий на подземную гидросферу, математическое моделирование динамики распространения процесса загрязнения при различных условиях закарстованности, выявление основных закономерностей развития карстопроявлений на урбанизированных территориях и взаимосвязи их с выявленными закономерностями распределения фильтрационных свойств водовмещающих отложений, составление комплекса специальных карт, разрезов, таблиц, расчетов для оценки масштабов и прогнозирования изменений состояния подземных вод и развития карста
  2. При выполнении проекта проведены лабораторные исследования состава и свойств осадков; исследования по обработке, обезвреживанию осадков, очистке питьевой воды. Все исследования проводились по стандартным аттестованным методикам 

Результаты работы

По пункту (1):

  1. Разработана методика оценки техногенного загрязнения подземных вод на закарстованных урбанизированных территориях;
  2. Проанализированы, опробованы и рекомендованы в качестве оптимальных основные методы процессов загрязнения подземных вод в карстовых районах;
  3. Составлен и типизирован банк данных основных видов и источников подземных вод и техногенных изменений подземной гидросферы в карстовых районах;
  4. Разработана методика оценки взаимосвязи горизонтов и перетоков подземных вод на закарстованных урбанизированных территориях;
  5. Представлена методика оценки масштабов и основных типов механизма распространения техногенного загрязнения подземных вод в карстовых районах (на примере Нижегородской области);
  6. Раскрыты основные региональные закономерности развития карста и их взаимосвязь с распространением техногенного загрязнения подземных вод.

По пункту (2):

  1. Разработаны теоретические основы технологии утилизации осадков городских сточных вод;
  2. Разработана схема совместного обеззараживания и детоксикации осадка;
  3. Разработана схема обезвреживания осадков иловых карт.

По пункту (3):

1. Разработаны теоретические основы технологии очистки воды поверхностных источников и использованием аккумулирующей способности гидробионтов.
2. Проведены обзоры:
    • Основных направлений в производстве питьевой воды России и за рубежом, освещены основные проблемы и пути их решения;
    • Существующих технологий водоподготовки с использованием биологической предочистки.
3. Выполнен анализ существующих исследований по качественному и количественному составу гидробионтов средней полосы России в разное время года:
    • Показано влияние гидробионтов на работу очистных сооружений;
    • Представлены результаты по исследованию способности гидробионтов аккумулировать загрязнители, присутствующие в поверхностных источниках водоснабжения.
4. Проведены исследования работы блока биопоглотителя в динамическом режиме.


Основные конструктивные, технологические и технико-эксплуатационные характеристики:  

        Для проведения научных исследований используется Нижегородская агломерация, включающая один из крупнейших промышленных центров Волжского бассейна (г.Нижний Новгород), а также промышленные города с характерным производством: г.Дзержинск (химическая промышленность), г.Богородск (кожевенное производство), г.Кстово (нефтепереработка), г.Павлово (металлообработка и машиностроение), г.Балахна (бумагопроизводство).  

Область применения:

        Результаты проекта должны использоваться для повышения экологической безопасности урбанизированных территорий в регионах Волжского бассейна.  


Экономическая эффективность или значимость работы:

         Применение научных и научно-технических результатов, полученных по результатам выполнения проекта, позволит прогнозировать развитие природных и антропогенных катастроф и негативных воздействий на урбанизированных территориях Волжского бассейна.  



Прогнозные предложения о развитии объекта:

По пункту (1):

          Теоретические и натурные экспериментальные исследования по оценке масштабов и динамике распространения техногенного загрязнения на урбанизированных территориях, подверженных воздействию одного из наиболее опасных геологических процессов – карста, необходимо развивать и продолжать для разработки эффективной системы защитных мероприятий и недопущения возможных катастрофических проявлений, связанных с нарушением систем жизнеобеспечения городов и поселков (водоснабжение, канализация, безопасность инженерных сооружений и т.д.)  

По пункту (2):  

           Результаты работы могут быть применены в промышленности, городском и сельском хозяйстве, а также при рекультивации почвонарушенных земель и лесопарковых зон, что позволит предотвратить дальнейшее загрязнение окружающей среды и повысит эффективность использования земель. Разработана программа повышения квалификации руководителей и специалистов органов исполнительной власти, органов местного самоуправления, надзорных и контрольных органов, а также специализированных учреждений и организаций в сфере обращения с отходами.  

По пункту (3):  

              Разработка технологии очистки воды поверхностных источников с использованием аккумулирующей способности гидробионтов.  

Мероприятие 2:

«Проведение фундаментальных исследований в области естественных, технических и гуманитарных наук. Научно-методическое обеспечение развития инфраструктуры вузовской науки»  

Проект № 3977 «Разработка научных основ и технологии защиты урбанизированных территорий от природных и антропогенных катастроф и негативных воздействий»

Год: 2010

Объекты исследования:

  • Горьковское и Чебоксарское водохранилища Волжского каскада;
  • Нижегородская агломерация;
  • Природные и антропогенные катастрофы и негативные воздействия на территории Нижегородской агломерации  

Цель работы:

1. Разработка метода прогнозирования природных и антропогенных катастроф и негативных воздействий на урбанизированных территориях Волжского бассейна (на примере Нижегородской агломерации)  

Методы работы:

2. Анализ и обобщение фондовых, архивных и опубликованных материалов отечественных и зарубежных авторов по теме исследования  
3. Метод дистанционного зондирования из космоса  
4. Картографический метод  
5. Метод геоинформационного моделирования  
6. Типизация техногенного воздействия на геологическую среду и подземные воды  
7. Полевые инженерно-геологические исследования территорий развития опасных экзогенных геологических процессов
8. Экспедиционные исследования процессов переформирования берегов водохранилищ  

Результаты работы:

  1. Результаты экспедиционных исследований на Горьковском и Чебоксарском водохранилищах Волжского каскада  
  2. Метод прогнозирования природных и антропогенных катастроф и негативных воздействий на урбанизированных территориях Волжского бассейна  

Основные конструктивные, технологические и технико-эксплуатационные характеристики:

           Для проведения научных исследований используется Нижегородская агломерация, включающая один из крупнейших промышленных центров Волжского бассейна (г.Н.Новгород), а также промышленные города с характерным производством: г.Дзержинск (химическая промышленность), г.Богородск (кожевенное производство), г.Кстово (нефтепереработка), г.Павлово (металлообработка и машиностроение), г.Балахна (бумагопроизводство), г.Бор (стекольная промышленность).  

           В научно-исследовательской работе проведен анализ программных средств, обеспечивающих космический мониторинг, рассмотрены процессы обработки космических снимков, показаны возможности используемого программного обеспечения Image Processor при реализации алгоритма детектирования. Проведено исследование для выявления оптимальной температуры, при которой создается маска пожаров, получена зависимость числа пожаров от задаваемой температуры. Разработаны основные логические этапы дешифрования природных пожаров, даны подробные рекомендации по использованию различных спектральных каналов для визуализации тепловых аномалий, пожаров и гарей. Рассмотрены вопросы позиционирования полигонов твердых промышленных и бытовых отходов, несанкционированных свалок, выявления угроз окружающей среде от указанных объектов. Особое внимание уделено разработке технологии прогноза затопления территорий в период весенних половодий, основанной на совместном применении наблюдений на водомерных постах и использовании архивных космических снимков. Предложены основные положения концепции геоинформационной системы негативных воздействий от природных и антропогенных катастроф для урбанизированных территорий. Создана база данных и доведена до практического воплощения геоинформационная система «ГИС-Мегаполис».  

Степень внедрения:

           Результаты научных исследований используются в учебных курсах «Инженерная защита территорий», «Инженерная геология», «Геология», «Методы геологических исследований», «Геоинформатика и кадастр», «Гидротехническое строительство», «Водоснабжение и водоотведение», «Экология и природопользование» для очной и заочной формы обучения, а также при подготовке магистерских диссертаций, кандидатских и докторских диссертаций по специальности 05.23.04 «Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов». По результатам проекта изданы монографии, сборники научных трудов, научные статьи, а также методические указания и учебные пособия для студентов специальностей «Экология и природопользование», «Промышленное и гражданское строительство», «Гидротехническое строительство», «Городское строительство и хозяйство» и др.  

            Результаты научных исследований использованы при разработке программы повышения квалификации руководителей и специалистов органов исполнительной власти, органов местного самоуправления, надзорных и контрольных органов, а также специализированных учреждений и организаций в сфере обращения с отходами.  


Рекомендации по внедрению:
            Результаты работы могут быть использованы проектными и экспертными организациями, экологическими службами регионов Волжского бассейна, обслуживающим персоналом очистных сооружений и станций водоподготовки населенных пунктов. Необходимо расширение использования результатов проекта структурами Министерства чрезвычайных ситуаций Российской Федерации.  

Область применения:
             Результаты проекта должны использоваться для повышения экологической безопасности урбанизированных территорий в регионах Волжского бассейна – в промышленности, городском и сельском хозяйстве, что позволит предупредить и предотвратить, либо уменьшить влияние природных и антропогенных катастроф и негативных воздействий, повысить эффективность использования земель, обеспечить безопасность водоснабжения населения из поверхностных водоисточников.  

Экономическая эффективность или значимость работы:
             Результаты научных исследований, полученные при выполнении проекта, используются специалистами ННГАСУ при выполнении прикладных научно-исследовательских работ, а также проектных, экспертных, изыскательных работ по заказам государственных и негосударственных организаций Нижнего Новгорода, городов Нижегородской области, регионов Приволжского федерального округа. Результаты работы применяются управлением по Нижегородской области Министерства чрезвычайных ситуаций Российской Федерации.  
              В целом применение научных и научно-технических результатов, полученных по результатам выполнения проекта, позволит повысить безопасность урбанизированных территорий Волжского бассейна.  

Прогнозные предположения о развитии объекта исследования:
               Научные результаты, полученные при выполнении проекта, должны регулярно дополняться и обновляться результатами мониторинга природных и антропогенных факторов, которые могут вызывать катастрофы и негативные воздействия на урбанизированных территориях. Для этого специалистами ННГАСУ запланировано проведение дополнительных контактов (в виде научных семинаров, конференций, выставок) с представителями исполнительной и законодательной власти Нижегородской области и Приволжского федерального округа, на которых будут демонстрироваться научный уровень и инновационный потенциал результатов проекта.  

 


Система Orphus Яндекс.Метрика
Сайт не поддерживает браузер Internet Explorer 6 и 7. Пожалуйста, обновите свой браузер.