Регистрация / Вход
Прислать материал

Проведение прикладных научных исследований по разработке автоматизированной информационной системы мониторинга и прогноза баланса ливневых стоков для городских систем водоотведения

Докладчик: Кузьмин Вадим Александрович

Должность: Заведующий кафедрой гидрогеологии и геодезии Российского государственного гидрометеорологического университета (РГГМУ)

Цель проекта:
1. Формулировка задачи/проблемы, на решение которой направлен реализуемый проект. - Выполнение аналитического обзора современной научно-технической и нормативной, методической литературы за период 2000 – 2014 годы по теме проекта. - Разработка научно-методических основ создания автоматизированной информационной системы мониторинга и прогноза баланса ливневого стока. - Исследование, обоснование и выбор методов и средств решения поставленных задач по теме проекта. - Выполнение сравнительной оценки вариантов возможных решений исследуемой проблемы с учетом результатов исследований, проводившихся по аналогичной тематике. - Разработка технологии учета выпавших атмосферных осадков для территорий крупных промышленных городов (на примере Санкт-Петербурга) по данным автоматических осадкомеров, с учетом особенностей развития атмосферных процессов, формирующих осадки, включая разработку наиболее эффективного метода интерполяции осадков по бассейнам канализования. - Анализ влияния специфических гидрологических явлений осенне-зимних наводнений) на формирование ливневого стока с учетом бытового сброса. - Оценка учета бытового сброса в бассейнах канализования для оценки максимальных величин ливневого стока и разработка схемы разгрузки в системах водоотведения крупных промышленных городов (на примере Санкт-Петербурга) 8 Разработка типовых схем, обеспечивающих приоритет разгрузки бассейнов канализования при различных синоптических ситуациях (распределение зон осадков по территории, по интенсивности и продолжительности). - Анализ существующих в крупных промышленных городах Европы и Российской Федерации систем управления распределением водных потоков по бассейнам канализования. - Оценка эффективности существующей методики по расчету объемов организованного и неорганизованного стока в системы коммунальной канализации на примере опытного бассейна (на основе реальных измерений количества выпавших атмосферных осадков и канализационного стока). - Анализ особенностей формирования величины поверхностного стока по территории крупных промышленных городов в зависимости от типа подстилающей поверхности и ее состояния (на примере Санкт-Петербурга). - Организация и проведение комплекса экспериментальных исследований загрязнения ливневого стока для различных районов города Санкт-Петербурга с выделением основных источников такого загрязнения (промышленных территорий, включая заброшенные, а также мест размещения несанкционированных свалок и фильтрационных стоков с действующих полигонов промышленных отходов и твердых бытовых отходов). - Определение территорий Санкт-Петербурга, в наибольшей степени формирующих антропогенную нагрузку и максимальные уровни загрязнения ливневого стока. Выработка рекомендаций по уменьшению загрязнения ливневого стока. - Разработка технологии распределения ливневых стоков по различным бассейнам канализования для крупных промышленных городов (на примере Санкт-Петербурга). Разработка рекомендаций по дальнейшему развитию этой технологии для других территорий. - Разработка технологии учета антропогенной нагрузки на загрязненных территориях на формирование общего уровня загрязнения ливневого стока для различных районов Санкт-Петербурга. - Разработка эскизного и технического проекта автоматизированной информационной системы мониторинга и прогноза баланса ливневых стоков для городских систем водоотведения. - Разработка макета автоматизированной информационной системы мониторинга и прогноза баланса ливневых стоков для городских систем водоотведения. - Разработка Технического задания на ОКР по теме: Создание автоматизированной системы управления и контроля ливневых стоков. - Подготовка технико-экономического обоснования создания автоматизированной информационной системы мониторинга и прогноза баланса ливневых стоков для городских систем водоотведения. 2. Создание научно-технического задела в области повышения эффективности мониторинга и прогноза баланса ливневых осадков для городских систем водоотведения за счет более точного пространственного и временного учета выпадающих атмосферных осадков.

Основные планируемые результаты проекта:
1. Краткое описание основных результатов (основные практические и экспериментальные результаты, фактические данные, обнаруженные взаимосвязи и закономерности).
- Отчет о НИР.
- Аналитический обзор современной научно-технической, нормативной и методической литературы за период 2000 – 2014 годы по теме проекта.
- Научно-методические основы концепции автоматизированной информационной системы мониторинга и прогноза баланса ливневых стоков для городских систем водоотведения.
- Обоснованные перечень методов и средств направлений исследований и способов решения поставленных задач по теме проекта.
- Сравнительная оценка вариантов возможных решений исследуемой проблемы с учетом результатов исследований, проводившихся по аналогичной тематике.
- Оценка влияния специфических гидрологических явлений (осенне-зимних наводнений) наформирование ливневого стока с учетом бытового сброса.
- Оценка учета бытового сброса в бассейнах канализования для определения максимальных величин ливневого стока и разработка схемы разгрузки в системах водоотведения крупных промышленных городов (на примере Санкт-Петербурга).
- Типовые схемы, обеспечивающие приоритет разгрузки бассейнов канализования при различных синоптических ситуациях (распределение зон осадков по территории, по интенсивности и продолжительности).
- Результаты анализа существующих в крупных промышленных городах Европы и Российской Федерации систем управления распределением водных потоков по бассейнам канализования.
- Результаты анализа особенностей формирования величины поверхностного стока по территории крупных промышленных городов в зависимости от типа подстилающей поверхности и ее состояния (на примере Санкт-Петербурга).
- Оценка эффективности существующей методики по расчету объемов организованного и неорганизованного стока в системы коммунальной канализации на примере опытного бассейна (на основе реальных измерений количества выпавших атмосферных осадков и канализационного стока).
- Технология учета выпавших атмосферных осадков по территории крупных промышленных городов (на примере Санкт-Петербурга) по данным автоматических осадкомеров, включая рассмотрение особенностей измерения осадков с учетом развития атмосферных процессов, формирующих осадки, а также разработку наиболее эффективного метода интерполяции осадков для решения поставленной задачи.
- Результаты экспериментальных исследований загрязнения ливневого стока для различных районов города Санкт-Петербурга с выделением основных источников такого загрязнения (промышленных территорий, включая заброшенные, а также мест размещения несанкционированных свалок и фильтрационных стоков с действующих полигонов промышленных отходов и твердых бытовых отходов).
- Схема территорий Санкт-Петербурга, в наибольшей степени формирующих антропогенную нагрузку и максимальные уровни загрязнения ливневого стока. Выработка рекомендаций по уменьшению загрязнения ливневого стока.
- Технология распределения ливневых стоков по различным бассейнам канализования для крупных промышленных городов (на примере Санкт-Петербурга). Разработка рекомендаций по дальнейшему развитию этой технологии для других территорий.
- Технология учета антропогенной нагрузки на загрязненных территориях на формирование общего уровня загрязнения ливневого стока для различных районов Санкт-Петербурга.
- Техническая документация на автоматизированную информационную систему мониторинга и прогноза баланса ливневых стоков для городских систем водоотведения.
- Макет автоматизированной информационной системы мониторинга и прогноза баланса ливневых стоков для городских систем водоотведения.
- Техническое задание на ОКР по теме: "Создание автоматизированной системы управления и контроля ливневых стоков".
- Технико-экономическое обоснование создания автоматизированной информационной системы мониторинга и прогноза баланса ливневых стоков для городских систем водоотведения.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Разрабатываемые технологии должны обеспечить:
1 Эффективный учет выпавших атмосферных осадков на территории Санкт-Петербурга по данным автоматических осадкомеров, включая рассмотрение особенностей измерения осадков с учетом развития атмосферных процессов, формирующих осадки, а также разработку наиболее эффективного метода интерполяции осадков для решения поставленной задачи.
2 Распределение ливневых стоков для различных бассейнов.
3 Учет антропогенной нагрузки загрязненных территорий на формирование уровня загрязнения ливневого стока для различных районов города с выделением промышленных территорий, включая заброшенные, а также мест размещения несанкционированных свалок и фильтрационных стоков с действующих полигонов промышленных отходов и твердых бытовых отходов.
4 Минимизация последствий аварийных разливов ливневых стоков.
5 Развитие современных моделей учета особенностей атмосферных и гидрологических процессов, непосредственно формирующих величину и интенсивность ливневого стока.
6 Экономическую эффективность разработки и внедрения технологий за счет увеличения экологической безопасности и управляемости при возможном развитии чрезвычайных ситуаций.

Основным способом использования ожидаемых результатов является внедрение заявленной технологии при решении задач мониторинга и прогноза баланса ливневых стоков для городских систем водоотведения ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга». Следует также отметить подтвержденную заинтересованность Комитета по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности Администрации Санкт-Петербурга для выполнения оценки интенсивности и продолжительности загрязнения водной среды ливневыми стоками.

Текущие результаты проекта:
Обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках НИР, в том числе обзор научных информационных источников: статьи в ведущих зарубежных и (или) российских научных журналах, монографии и (или) патенты) - не менее 15 научно-информационных источников за период 2004 – 2014 гг.
Схема территорий Санкт-Петербурга, в наибольшей степени формирующих антропогенную нагрузку и максимальные уровни загрязнения ливневого стока.
Патентные исследования в соответствии с ГОСТ Р-15.011-96.
Промежуточный отчет о ПНИ.