Природоохранные сооружения и мероприятия в гидромелиорации, природообустройстве и водопользовании

А. В. Федорян 

Природоохранные 
сооружения и мероприятия 
в гидромелиорации, 
природообустройстве 
и водопользовании 

Учебник 

D i r e c t M E D I A 

Москва 
2023 

УДК 626:504.4(075] 
ББК 38.777.2я73+20.173я73 
Ф33 

Рецензент: 

Бондаренко В. Л., доктор технических наук, 
профессор кафедры ТБиНД НИМИ Донской ГАУ 
Олейник Р. А., кандидат технических наук, 
доцент кафедры ВиИВР НИМИ Донской ГАУ 

Федорян, А. В. 

Ф33 
Природоохранные сооружения и мероприятия 
в 
гидромелиорации, 
природообустройстве 
и 
водопользовании : учебник / А. В. Федорян. — 
Москва : Директ-Медиа, 2023. — 144 с. 

ISBN 978-5-4499-3599-1 

Учебное издание посвящено вопросам применения природоохранных сооружений и разработки природоохранных 
мероприятий при реализации профессиональной деятельности в области природообустройства, использования и 
охраны водных объектов, гидромелиорации. В издании 
подробно рассмотрены вопросы проектирования конструк¬
тивных элементов природоохранных сооружений, приме¬
нение, конструкции и особенности работы противоселевых, 
противопаводковых, руслорегулирующих, шумозащитных 
и других природоохранных сооружений и мероприятий, 
вопросы фильтрации при устройстве природоохранных 
сооружений. 

Учебник предназначен для студентов бакалавриата и 
магистратуры обучающихся по направлениям подготовки 
«Гидромелиорация» и «Природообустройство и водопользование». 

УДК 626:504.4(075) 
ББК 38.777.2я73+20.173я73 

ISBN 978-5-4499-3599-1 
© Ф е д о р я н А. В., текст, 2023 
© И з д а т е л ь с т в о « Д и р е к т - М е д и а » , о ф о р м л е н и е , 2023 

Оглавление 

Предисловие 
5 

1. Общие вопросы проектирования природоохранных 
сооружений 
7 

1. Назначение, классификация природоохранных 
сооружений и мероприятий 
7 

2. Природоохранные сооружения и мероприятия 
при использовании и защите природных ресурсов 
8 

3. Оценка воздействия проектируемого объекта 
на окружающую природную среду 
11 

4. Стадии проектирования природоохранных сооружений. 
Состав проекта на строительство сооружений 
16 

2. Фильтрация воды и ее воздействие на природные 
и инженерные объекты 
19 

1. Явление фильтрации, виды фильтрации, элементы 
фильтрационного потока 
19 

2. Фильтрация в природной экосистеме 
21 

3. Флютбет сооружения, состав и назначение элементов 
флютбета 
23 

4. Цели, задачи и допущения фильтрационных расчетов 
26 

5. Основные методы фильтрационного расчета флютбета 
27 

5.1. Метод гидродинамической сетки 
27 

5.2. Метод электрогидродинамических аналогий 
29 

5.3. Метод коэффициентов сопротивления 
30 

6. Фильтрационные деформации грунтов 
33 

7. Противофильтрационные элементы флютбета 
34 

3. Противоэрозионные сооружения и мероприятия 
37 

1. Явление и виды эрозии, классификация мер борьбы 
с эрозией 
37 

2. Гидротехнические противоэрозионные сооружения 

на водосборной площади 
39 

3. Гидротехнические сооружения в вершинах оврагов 
43 

4. Донные и русловые противоэрозионные сооружения 
49 

4. Противоселевые сооружения 
53 

1. Понятие селевого потока, его виды и формирование 
53 

3 

2. Мероприятия для борьбы с селевыми потоками 
56 

3. Гидротехнические противоселевые сооружения 
59 

4. Общие принципы расчета селезадерживающих 
и селепропускных сооружений 
62 

5. Сооружения инженерной защиты территорий в зоне водных 
объектов от подтопления и затопления 
68 

1. Общие сведения, причины явления, мероприятия 
инженерной защиты территорий 
68 

2. Искусственное повышение территории 
70 

3. Основные схемы обвалования 
71 

4. Отвод поверхностного стока 
74 

5. Защита территорий от подтопления грунтовыми водами 
76 

6. Регулирование русел 
84 

1. Классификация регуляционных работ и сооружений 
84 

2. Строительные материалы и элементы конструкций 
регуляционных сооружений 
87 

3. Продольные массивные регуляционные сооружения 
91 

4. Полузапруды, донные запруды и пороги 
95 

5. Сквозные регуляционные сооружения 
97 

6. Берегоукрепительные мероприятия и сооружения 
99 

7. Природоприближенное восстановление водных объектов 
103 

1. Основы природоприближенного восстановления рек. 
Стадии восстановления 
103 

2. Проектирование поперечного сечения и трассировка 
восстановленных водотоков 
105 

3. Местные строительные материалы 
109 

4. Расчет инженерно-биологических сооружений и примеры 
создания природоприближенных русел 
116 

8. Сооружения охраны воздушного бассейна и борьбы 

с шумовым загрязнением окружающей среды 
127 

1. Методы очистки выбросов 
127 

2. Основные нормы шумового загрязнения 
131 

3. Сооружения и мероприятия по предупреждению 
и регулированию шумового загрязнения 
132 

Литература 
143 

ю 
sa 

Предисловие 

Реализуемые программы в области 
гидромелиорации 
природообустройства 
и водопользования, их 
сложность 
трудоемкость, неоднозначность воздействия на окружающую 
природную среду требуют решительного улучшения качества 
сопутствующих природоохранных сооружений и мероприятий, 
повышения уровня выполняемых работ, гарантии решения 
поставленных природоохранных задач. 

Осуществление процессов в области гидромелиорации, 
природообустройства и водопользования затрагивает интересы 
всех отраслей экономики, что требует комплексного подхода 
к решению природоохранной составляющей вопроса. Поэтому 
природоохранное строительство обычно ведется в комплексе 
со строительством систем и объектов обводнения, водоснабжения, гидроэнергетики, водного транспорта, рыбного хозяйство. Одновременно ведутся работы по сельскохозяйственному 
освоению территорий, строительству инфраструктуры. То есть 
строительство природоохранных сооружений и мероприятий 
должно носить превентивный характер при любом виде природопользования. 

Осуществление различных проектов в водохозяйственной 
и гидромелиоративной практике связано с возведением сооружений различной степени сложности и класса капитальности, 
что должно учитываться при разработке 
природоохранных 
мероприятий с точки зрения их технико-экономического обоснования, несмотря на то что такие объекты по умолчанию не 
дают прибыли. 

В предложенном учебном издании на основе современ 
ных подходов, опираясь на исторически сложившуюся практи 
ку, рассмотрены природоохранные сооружения и мероприятия 
направленные на решение широкого спектра необходимых 
точки зрения сохранения природной среды и достижения ком 
фортного взаимодействия общества и биосферы задач: 

• предотвращение вредных фильтрационных воздействий; 
• природоприближенное восстановление территорий; 
• восстановление природных и искусственных 
водных 
объектов; 

• обеспечение возможности управления русловыми процессами для предотвращения деградации рек; 

п¬
и1Я, 
: с 
м
5 

• защита территорий от подтопления и затопления в зоне 
действия водных объектов; 

• защита территорий в зоне селевого бассейна; 
• противоэрозионная защита территорий; 
• защита воздушного бассейна от загрязнения и окружающей среды от шумового воздействия. 

Учебник может быть полезен студентам при изучении дисциплин в области рационального использования природных 
ресурсов, комплексного использования и охраны водных ресурсов, инженерной защиты территории, оценки влияния хозяйственной деятельности на окружающую природную среду и т. п. 

Настоящее учебное издание написано на основе обширного материала, представленного в учебниках: Попова М. А. 
и Румянцева И. С. «Природоохранные сооружения»; Попова М. А. 
«Инженерная защита окружающей среды»; Волкова И. М. и других авторов «Гидротехнические сооружения»; Лапшенкова В. С. 
«Природоохранная гидротехника». 

1. Общие вопросы проектирования 
природоохранных сооружений 

1. Назначение, классификация 
природоохранных сооружений 
и мероприятий 

Природоохранные сооружения и мероприятия предназначены для полного или частичного предотвращения негативных 
последствий от природных и антропогенных воздействий на 
окружающую среду. 

Различают активные 
и пассивные 
природоохранные мероприятия. 

Активные 
— направлены на уменьшение вредных воздействий на окружающую среду на месте их возникновения. 

Пассивные 
— направлены на уменьшение воздействия на 
пути его распространения от источника до расчетной точки. 

Природоохранные 
сооружения 
и 
мероприятия 
могут 
быть профилактическими 
и 
специальными. 

Профилактические 
представляют собой комплекс приемов, предотвращающих загрязнение, изменение, разрушение и 
деградацию 
окружающей 
среды, 
например 
регулирование 
русел, отвод поверхностного стока, безотходные технологии, 
замкнутые системы водоснабжения, очистка промышленных 
выбросов и т. д. 

Специальные 
подразделяются на локализационные 
и реставрационные. 

Специальные 
локализационные 
— направлены на предотвращение развития опасных процессов и могут заключаться в 
применении противофильтрационных устройств, для предотвращения поступления вод и загрязняющих веществ к защищаемому объекту, закреплении вершин оврагов при борьбе с 
эрозией, проведение комплекса мероприятий в пределах зоны 
селевого бассейна, применение дренажных устройств на территории и т. д. 

Специальные 
реставрационные 
— направлены на восстановление качества окружающей природной среды, что реализуется 
восстановлением 
нарушенных 
земель 
и русел 
рек, 

7 

ликвидацией последствий селей и затоплений территорий в 
зоне водных объектов, воспроизводстве рыбных ресурсов и т. д. 

В целом в состав природоохранных входят правовые, 
административные, технические, экономические, санитарногигиенические и другие мероприятия. 

2. Природоохранные сооружения 
и мероприятия при использовании 
и защите природных ресурсов 

Природоохранные 
сооружения 
и мероприятия 
при 
охране 
и рациональном 
использовании 
водных ресурсов 
включают: 

1. Станции биологической, физико-химической и механической очистки сточных вод: сооружения по очистке сточных вод, включая земледельческие поля орошения; опытные 
установки и цехи, связанные с разработкой методов очистки 
сточных вод; установки и сооружения для сбора, транспортирования переработки и ликвидации жидких промышленных 
отходов; полигоны и установки для обезвреживания вредных 
промышленных отходов, загрязняющих водоемы или подземные воды; береговые сооружения для приема с судов хозяйственно-бытовых сточных вод и мусора; отдельные сооружения 
первичной стадии очистки сточных вод (нефтеловушки; жироловки; станции нейтрализации, флотационные установки и 
установки 
обезвреживания 
шлама); 
системы 
канализации 
городов; коллекторы для отвода промышленных и ливневых 
вод и т. д. 

2. Береговые и плавучие станции очистки балластных вод. 
3. Системы водоснабжения с замкнутыми циклами (с возвратом 
для 
целей 
технического 
водоснабжения 
сбросных 
сточных вод после их соответствующей очистки и обработки), 
включая оборотные системы гидрозолоудаления и гидроудаления различных шламов, оборотные системы производственного водоснабжения, а также системы последовательного и 
повторного использования воды, в том числе и поступающей 
от других предприятий. 

4. Установки, оборудование и технический флот по сбору 
нефти, мусора и других жидких и твердых отходов с акваторий 
рек, водоемов, портов и внутренних морей. 

8 

5. Объекты водоохранных зон с комплексом технологических, лесомелиоративных, агротехнических, гидротехнических, 
санитарных и других мероприятий, направленных на предотвращение загрязнения, засорения и истощения водных ресурсов. 

6. Мероприятия по ликвидации или переводу на регулируемый режим работы самоизливающихся скважин. 

7. Мероприятия по охране от загрязнения подземных вод 
путем ликвидации или реконструкции фильтрующих накопителей. 

8. Комплексы для закачки сточных вод в подземные горизонты. 

9. Мероприятия по улучшению технического состояния 
и благоустройству водохранилищ и естественных водоемов, 
регулированию стока малых рек, расчистке их русел. 

В области охраны 
атмосферного 
воздуха 
выделяют 
следующие сооружения и мероприятия: 

1. Газо-, пылеулавливающие 
установки 
и 
устройства, 
предназначенные для улавливания и обезвреживания вредных 
веществ непосредственно перед выбросом в атмосферу. 

2. Опытно-промышленные установки по разработке методов очистки отходящих газов. 

3. Лаборатории по контролю за загрязнением атмосферного воздуха. 

4. Установки и производства, предназначенные для утилизации веществ из отходящих газов, служащие для получения 
готовой продукции, либо сырья. 

5. Контрольно-регулировочные 
пункты по проверке и 
снижению токсичности выхлопных газов от автомобилей. 

6. В виде исключения, установки по дожигу газов перед 
выбросом в атмосферу (как метод снижения загрязнения). 

Можно выделить следующие природоохранные сооружения и мероприятия охраны 
и рационального 
использования 
земель 
(кроме мелиорации): 

— сооружения и мероприятия по борьбе с водной и ветровой эрозией и селями; 

— противоэрозионные 
гидротехнические 
сооружения 
(пруды, водоемы, лиманы, противоселевые, противоовражные, 
берегоукрепительные, противолавинные сооружения и т. д.); 

— террасирование крутых склонов; 

9 

— создание лесополос; 
— рекультивация земель. 
Мелиорация земель, включая культурно-технические работы на землях, не требующих осушения, предусматривает: 

— закрытый дренаж; 
— открытые осушительные и оросительные сети; 
— водохранилища, 
пруды, водоемы, лиманы, 
каналы, 
шахтные и буровые колодцы; 

— эксплуатационные внутрихозяйственные дороги; 
— противоэрозионные внутрихозяйственные дороги; 
— противоэрозионные и противоселевые гидротехнические сооружения; 

— обвалование территорий дамбами; 
— проведение культурно-технических работ. 
При охране и рациональном 
использовании 
лесных 
ресурсов выделяют: 

— объекты противопожарной техники; 
— объекты авиабаз противопожарной техники; 
— организация и благоустройство зеленых зон. 
При охране заповедников 
и других природоохранных 
территорий 
(природные парки, ботанические сады, дендрологические, зоологические парки и заказники) используют: 

— сооружения 
и 
объекты 
для 
проведения 
научноисследовательских работ; 

— гидротехнические и другие сооружения для целей сохранения и восстановления природных экосистем. 

Природоохранные 
сооружения 
имероприятия 
охраны 
недр 
и рационального 
использования 
минеральных 
ресурсов 
направлены на: 

— повышение извлечения полезных ископаемых; 
— доизвлечение основных компонентов из отходов; 
— устройство 
хвостохранилищ 
отходов 
производства, 
содержащих полезные ископаемые; 

— опытно-промышленные установки для разработки новых технологических схем; 

— отвалы — хранилища для попутно добываемых полезных ископаемых, но не используемых в данное время; 

— объекты для использования тепла термальных вод; 

10