Расчет объемов водопритоков дождевых вод в открытую горную выработку (карьер)
Приток воды в открытую горную выработку обычно складывается из разгрузки подземных вод и стока поверхностных вод, формирующегося за счет атмосферных осадков. Доля каждой статьи в общем балансе водопритоков может быть различная, однако, как правило, объем дождевых стоков либо сопоставим, либо преобладает над разгрузкой подземных вод в открытую горную выработку.
В программу АНСДИМАТ включен новый блок, который позволяет оценивать объем дождевых и талых вод, притекающих в карьер при его отработке. Все расчеты основываются на действующих нормативных документах и методических рекомендациях (см. список литературы).
Остановимся подробнее на ходе выполнения расчетов в программе АНСДИМАТ.
Для запуска модуля нужно пройти в меню Калькулятор гидрогеолога – Притоки в выработки – Приток в карьер . Пользователю откроется модуль для расчета притоков подземных вод (см. рисунок 1). В окне программы расположена кнопка Атм. Осадки , открывающая доступ к окну расчета водопритоков за счет атмосферных осадков. (см. Рисунок 2).
На первом этапе пользователю предлагается выбрать регион и населенный пункт, где располагается объект работ. Программа содержит в себе базу данных по строительной климатологии из СП 131.13330.2020, поэтому после выбора конкретного населенного пункта, автоматически загружаются значения среднемноголетней суммы осадков за теплый и холодный периоды года, суточный максимум осадков, а также длительность теплого периода года. У пользователя остается возможность задать свои значения, если интересующий населенный пункт отсутствует в базе или проводились специализированные гидрометеорологические исследования на участке исследования.
Кроме вышеобозначенных параметров, пользователю необходимо ввести продолжительность периода снеготаяния и длительность аномального дождя. Эти данные требуются для оценки пиковых значений объемов поступления ливневых стоков.
На втором этапе пользователь задает типы поверхности и их площади, попадающие в водосборную площадь карьера. Коэффициенты стока для каждого типа поверхности табулированы согласно СП 32.13330.2018. У пользователя остается возможность добавить новый тип поверхности и, при необходимости, указать свой коэффициент стока для этой поверхности.
Важно отметить, что водосборная площадь карьера часто совпадает с его размером. Обычно, это происходит за счет того, что вокруг карьера организуется система нагорных канав, которые перехватывают ливневые стоки с прилегающей территории и отводят их. Если же система ливневого водоотведения не организована вокруг карьера, то при расчете притоков должна учитываться не только площадь открытой горной выработки, но и водосборная площадь поверхности земли, в которую попадает карьер.
После задания всех площадей программа автоматически рассчитывает годовой объем дождевых и талых вод, которые попадут в карьер. Кроме того, программой оценивается максимальный суточный приток воды за счет аномальных ливневых осадков, а также приток, формирующийся во время снеготаяния. Эти оценки нужны для подбора производительности насосного оборудования и пиковой производительности очистных сооружений.
По результатам расчетов программа ANSDIMAT готовит отчет в формате MS Word. Пример отчета доступен по ссылке.
Поскольку от заданных величин атмосферных осадков зависит точность расчета водопритоков, то мы остановимся несколько подробнее на базе данных метеорологических параметров, которая интегрирована в программу ANSDIMAT. Сегодня в программе доступна база по актуальному СП 131.13330.2020 и предыдущему СП 131.13330.2012. Мы проанализировали на сколько сместились представления о нормативных среднемноголетних суммах осадков по регионам за последние 8 лет. Оказалось, что в среднем по России, многолетние суммы осадков в СП 2020 года увеличились на несколько миллиметров по сравнению с СП 2012 года. Однако, в некоторых регионах за последние 8 лет произошла значительная переоценка среднемноголетних сумм осадков. Например, в Санкт-Петербурге сумма годовых осадков увеличилась с 625 мм до 760 мм, а в Петропавловск-Камчатском, наоборот, осадки уменьшились с 1515 мм до 1086 мм! Вероятно, такие значительные изменения сумм осадков за последние 8 лет можно связать с глобальными изменениями климата. Карту России с изменением среднемноголетних сумм осадков за последние 8 лет приводим на рисунке 3.
Список литературы
1. СП 32.13330.2018. Канализация. Наружные сети и сооружения. 2018.
2. СП 131.13330.2020. Строительная климатология. 2020.
3. Рекомендации по расчету систем сбора, отведения и очистки поверхностного стока с селитебных территорий, площадок предприятий и определению условий выпуска его в водные объекты. – М.: ОАО «НИИ ВОДГЕО», 2014.
4. Пособие по проектированию защиты горных выработок от подземных и поверхностных вод и водопонижения при строительстве и эксплуатации зданий и сооружений (к СНиП 2.06.14-85 и СНиП 2.02.01-83). 1991.