Андрей Басов (basoff) wrote,
Андрей Басов
basoff

Снежные кошмары уличных битв

Вот благополучно жители Москвы и Петербурга совместно со своими городскими администрациям и пережили как всегда внезапную снежную страшилку начала ноября 2016 года. В Питере установилась плюсовая погода, уличные сугробы растаяли сами-собой, оставив после себя потёки и кучки грязи. Официальные глашатаи бодро отрапортовали в СМИ о грандиозных количествах задействованной техники и кубометрах вывезенного и утилизированного снега. Умудрённые ежегодным опытом горожане усмехнулись в ответ на заверения о готовности ЖКХ встретить зиму во всеоружии и жизнь до поры до времени вошла в привычное русло. Надолго ли? Давайте попробуем разобраться, почему каждую зиму улицы превращаются в поле заведомо проигранной битвы?

Казалось бы, всё должно решаться очень просто. Раз на месте возникновения проблемы – территории компетенции дворника в силу естественных причин – выпадения снега, возникает технологический тупик, то эту территорию нужно избавить от этих осадков – по аналогии с вывозом мусора. Вроде бы логично. Утилизировать снег прямо на месте не получается. Почему?

Система локальных устройств утилизации снега не была предусмотрена при строительстве подземных сточных систем ещё в те давние времена, когда технологических, энергетических возможностей для утилизации снега на месте его выпадения не было. Время прошло, возможности появились, но в силу инертности мышления ими так и не пользуются при прокладке новых сточных коммуникаций. Не приходится говорить и о том, чтобы кто-то попытался хотя бы частично использовать новые возможности в старых коммуникациях, а ведь они вполне пригодны для этого и для удаления вод предназначены. Недоработка?

Когда-то во времена СССР в Ленинграде чуть ли не в каждом дворе стояли газовые снеготаялки. Можно было себе позволить. Расход газа, вероятно, не сопоставлялся с денежными затратами и потребностями города в нём. Да и вопрос безопасности тут не очень-то возникал. Вместе с тем, квалификация дворников позволяла им применять эти тепловые машины. Куда уходила талая вода? В ливневую или фекальную канализацию, засоряя их осадками, мусором. Есть и две другие беды. Ливневая канализация могла замёрзнуть и в неё уже ничего не спустишь. А при большом разбавлении фекальных стоков ливневой водой, к которой относится и талая вода, нарушается технологический процесс очистки. То есть может произойти, что недоочищенные в коллекторах фекальные стоки вытеснятся новыми большими массами воды, и грязь потоком понесётся в городские очистные сооружения, выводя их из строя.

Очевидный выход из тупика – это централизация вывоза снега на снегоплавильные или отвалочные пункты. Дефекты и противоречия такого метода очевидны. Огромный парк машин погрузки, работающих лишь сезон и ещё более огромный парк машин для вывоза снега. Топливо для них и выбросы от них. Снегоплавильные машины сами по себе, топливо для них и выбросы от них. Об экологичности метода говорить не приходится. Правда, сейчас плавят снег и тёплыми сточными водами. Полезный и безвредный способ, но его производительность вряд ли может быть сопоставимой с миллионами тонн снега, выпадающими за сезон. И, тем более, невозможно переработать чрезмерные массы снега в пиковых ситуациях.

Тут следует обратить внимание на то, что кроме выделения вредных веществ происходит при утилизации снега через сжигание жидкого топлива или газа. Машины централизованной утилизации снега предназначены для плавления больших масс снега в короткий промежуток времени (тонна/минуты). Для этого требуются ресурсы с большим выделением тепла в единицу времени, высокой интенсивностью сгорания. Такие как нефтепродукты, газ. Они позволяют получить наиболее активный разогрев снежной массы. Электрический нагрев такими свойствами не обладает. Он более пассивен.

Однако если применить на локальных местах выпадения снега большое множество мелких, менее активных в выделении тепла устройств с низкой скоростью переработки, но с большим резервом времени на плавление (тонна/часы и сутки), то суммарный эффект может оказаться эквивалентным или даже более высоким, чем при централизованной переработке – физика. Потребность в вывозе снега и складировании его в сугробы, отвалы отпадает. Но локальный способ утилизации снега должен быть прост конструктивно и достаточно дёшев в эксплуатации. Обращение с ним не должно требовать иной квалификации, кроме дворницкой.

Неочевидный выход из тупика – это никуда ничего не вывозить, а снабдить канализационные колодцы устройствами электрического обогрева, на дно установить легко заменяемые устройства фильтрации и снег сбрасывать в колодцы. Никаких таялок на улице, никаких сугробов, никаких бульдозеров, экскаваторов и самосвалов, никаких вредных выбросов в атмосферу. Так крупномасштабная, сложная проблема просто разрешается через дробление на мелкие. Неясны вопросы производительности такого способа утилизации снега, допустимого объёма спуска талых вод в канализацию, потребности в энергии и эксплуатационных расходов. Расходы на оборудование колодцев разовые и носят второстепенный характер. Но всё это вопрос научного анализа, экспертизы, которую нужно провести.

Но пока этой экспертизы нет и неизвестно будет ли, то для экспресс-оценки такого решения можно воспользоваться теми расчётными данными, которые уже сложились при предварительной теоретической разработке.
1. В колодец глубиной 3-4 метра (сколько таких?) поместится тонна снега.
2. Ресурс времени плавления снега не минуты, а 24 часа.
3. Максимальная нагрузка на сеть 7 кВт/час за час.
4. Расход электроэнергии на тонну снега 80 кВт/час.
5. Норма зимних осадков в Москве за сезон 0,25 тонны/ на кв.метр.
6. Стоимость вывоза и утилизации снега в среднем 500 руб/тонна.
7. Стоимость электроэнергии, затрачиваемой на тонну снега 315 руб.
8. Стоимость оборудования одного колодца с тепловым и фильтрационным устройством ориентировочно 50 тыс. руб.

Отсюда производительность одного колодца 2 тонны в сутки, что даёт 300 тонн за сезон. Сезонная норма осадков за зиму 2500 тонн/гектар. Делим эту цифру на 300 тонн и получаем 8 колодцев на гектар, при помощи которых можно спасти Москву и Питер от снежной напасти в нормальный по осадкам сезон. Сурово. А если не на каждом гектаре города имеется 8 подходящих для утилизации снега колодцев? На это есть целых два резерва. Увеличить расход энергии и тем кратно возрастёт и производительность. Электричество, затраченное на месте на 185 рублей дешевле стоимости вывоза снега и никаких проблем ни с какими машинами, сугробами и экологией. Второй резерв – это строительство специальных колодцев для утилизации снега.

Ладно, допустим, что технически это осуществимо и терпимо по затратам. А как быть в сезон или день выпадения аномально больших снежных масс? Куда их деть? Во-первых, большой снегопад – это норма + прирост выше нормы. Всё выглядят как кошмар, если норма не уничтожена сразу и создаёт завал вместе с приростом.  Во-вторых, снегопад не бесконечен. Он прекратится, а его утилизация продолжается в дни без осадков. Неустойчивость погоды говорит о том, что должны быть резервные колодцы утилизации на случай катаклизмов, а не соображения о непредсказуемости природы.

Ну, и, конечно же, вопрос финансов. Вынесет ли новые расходы бюджет? Вряд ли они полностью новые. Экономия на вывозе снега, отказе от большой части снегоуборочной техники и её продаже, конечно же просматривается. Но нельзя от этого отказаться пока не происходит замещение наземной техники подземной. С одной стороны, есть буфер летнего периода, когда снегоуборочная техника не нужна. Сколько за это время возможно модернизировать колодцев, настолько можно сокращать парк техники. С другой стороны, потребность в закупках новой транспортной техники отпадает. Можно даже не отказываться от старой. Она сама будет постепенно приходить в негодность, а её замещение колодцами нарастать.

Есть интересные цифры. В Петербурге в 2010 году на закупку новой снегоуборочной техники было затрачено 5 миллиардов рублей. Этого достаточно чтобы оборудовать тепловыми и фильтрационными устройствами 100 тысяч старых колодцев на площади 125 квадратных километров. Наверное, есть и ресурс государственных субсидий и инвестиций. Так что ситуация наконец-то выигранной битвы вполне достижима.

И последний вопрос о том, выдержит ли вливание талых вод фекальная канализация? Уже упоминалось, что таяние снега в колодцах происходит за длительное время с низкой интенсивностью (1,4 литра/мин). Превышение допустимого уровня притока новой воды в единицу времени никак не может произойти. Во всяком случае, если возможно будет использовать старую канализацию не по полной потребности и отказ от вывоза снега будет пока что не стопроцентным, то и в этом случае большая победа окажется налицо.

Более детальное описание способа: http://www.andrey-basov.net/Sneg.pdf
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments