Альтернативные подходы в системах водоотведения

из таких же живых белковых клеток, что и мой, то я соглашусь считать Неизвестного Теогеном, т.е. сознающим субъектом.

ГИЛОН: Все это ты говоришь лишь потому, что знаешь, что подделка под Теогена возможна. А если б ты не подозревал о подвохе, разве Неизвестный не показался бы тебе полноценным Теогеном? Неужели, знакомясь с новым для тебя человеком, ты стал бы осведомляться, есть ли у него мозг и натуральная кровь?

ФАДИЙ: Действительно, я не стал бы этого делать. Меня, конечно, полностью удовлетворил бы рассмотренный нами Неизвестный, и я принял бы его за Теогена, не ощущая никакой подделки. Но поскольку сомнение посеяно, я требую обследования организма Неизвестного. Это мне необходимо для того, чтобы узнать, есть ли у Неизвестного сознание.

ГИЛОН: Хорошо, чуть позже мы проведем и это испытание. А сейчас я хочу подвести некоторые итоги нашей беседы. Я утверждаю, что все качества Неизвестного, с которыми мы до сих пор имели дело, характеризуют личность Неизвестного, его духовную сторону, но в то же время не имеют ни малейшего отношения к характеристике его тела. Ведь мы до сих пор не знаем, натуральное или синтетическое тело у Неизвестного.

ФАДИЙ: С этим я вполне могу согласиться.

ГИЛОН: Таким образом, мой мысленный эксперимент позволил полностью отделить дух от тела. Тело человека — это его кости, кровь, мышцы, глаза, уши, мозг, желудок, печень, почки, руки и ноги. Дух—это внешний облик, зрение, слух, манеры, речь, движения тела, позы, мимика, память, мышление, воля, эмоции, жизненный опыт и, наконец, сознание человека.

ФАДИЙ: Но мы еще не решили, можно ли сознание человека отделить от органического тела и переса-

УДК 681.32:519.713

АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ПОДХОДЫ В СИСТЕМАХ ВОДООТВЕДЕНИЯ

ЕВДОКИМОВ А.А., САМОЙЛЕНКО Н.И.___________

Рассматриваются альтернативные методы водоотведения дождевых стоков, суть которых состоит в замене стратегии централизованной и монотехнической обработки воды стратегией децентрализованной и мультитехнической обработки.

Системой водоотведения (канализация) называется [1] комплекс приборов, сетей и сооружений, предназначенных для организованного приема и удаления сточных вод за пределы населенного места или промышленного предприятия, а также их очистки и обеззараживания перед сбросом в водоем (река, озеро или море).

Сточными называют воды, загрязненные при использовании в быту или на промышленных предпри-

дить в синтетический механизм. Не исключено также, что личность Теогена характеризуется еще чем-то неуловимым, что не вошло в твой перечень духовных качеств. Однако давай возвратимся к обсуждаемой теме. Помнится, ты обещал мне разрешить физическое обследование тела Неизвестного.

ГИЛОН: Вот результаты этого обследования: Неизвестный имеет натуральный мозг, натуральную кровь, вообще его организм устроен точно так же, как твой или мой.

ФАДИЙ: Чего ж ты мне так долго морочил голову со своими автоматами, зная заранее, что это - Теоген, а не его синтетический двойник!

ГИЛОН: Уверен ли ты, что Неизвестный - это Теоген?

ФАДИЙ: Еще бы!

ГИЛОН: Так давай теперь продолжим наш эксперимент и мысленно пройдем в соседнюю комнату, где должна была происходить операция полного протезирования Теогена.

Литература. 1. Тьюринг А. Может ли машина мыслить? М.: Физматгиз, 1960. 107 с.2. Возможное и невозможное в кибернетике. Сб. статей. М.: Наука, 1964. 265 с. 3. Кибернетика ожидаемая и кибернетика неожиданная. Сборник. М.: Наука, 1968. 320 с. 4. Винер Н. Кибернетика. 2-е изд. М.: Сов. радио, 1968. 325 с. 5. Винер Н. Творец и робот. М.: Прогресс, 1966. 103 с. 6. Амосов Н. М. Кибернетика против старости. “Комсомольская правда”, 6 июля 1963 года.

Поступила в редколлегию 20.01.2000

Рецензент: д-р техн. наук, проф. Петров Э. Г.

Шабанов-Кушнаренко Юрий Петрович, д-р техн. наук, профессор кафедры программного обеспечения ЭВМ ХТУРЭ. Научные интересы: логическая математика, теория интеллекта. Адрес: Украина, 61166, Харьков, пр. Ленина, 14, тел. 40-94-46.

ятиях, а также воды, стекающие с территории населенных мест и промышленных предприятий после атмосферных осадков, таяния снегов, аварий систем водо- и теплоснабжения и др.

Сточные воды подразделяют на:

— бытовые (хозяйственно-фекальные);

— производственные (промышленные);

— дождевые (атмосферные) и послеаварийные;

— рудничные и шахтные, буровые воды нефтяных промыслов.

Производственные сточные воды также разделяют на ряд категорий в зависимости от условий их образования и состава:

— воды, образующиеся непосредственно при производстве той или иной продукции (собственно производственные сточные воды);

— воды, образующиеся при охлаждении агрегатов (условно-чистые сточные воды);

118

РИ, 2000, № 1

— бытовые сточные воды на предприятиях.

Характер загрязнения указанных выше категорий сточных вод многообразен, различна и концентрация этих загрязнений.

Объектами канализации являются:

♦ в населенных пунктах — здания жилого, общественного и производственного назначения;

♦ на промышленных площадках — здания производственного и служебного назначения, оборудованные внутренним водопроводом;

♦ поверхность территории населенных мест и про -мышленных площадок, на которую выпадают атмосферные осадки.

Канализация разделяется на внутреннюю и наружную.

Внутренняя канализационная сеть, отводящая сточную жидкость от приемников в пределах этажа или его части к вертикальным трубопроводам или стоякам, устраивается внутри жилых и общественных зданий. Стояки присоединяются к выпускам, выводящим сточную воду за пределы зданий в дворовую или квартальную и уличную канализационную сеть.

Наружная канализация состоит из дворовой, внутриквартальной, уличной, заводской канализационных сетей, насосных станций для перекачки сточных вод и очистных сооружений.

Приемниками (приборами) являются:

— внутри зданий — кухонные раковины, умывальники, ванны, унитазы, писсуары, трапы;

— вне зданий — дождеприемники и различного типа решетчатые приемники, устанавливаемые во дворах и служащие для приема воды как из дворовых кранов, так и из других источников их поступления.

Уличная канализационная сеть предназначена для сбора сточных вод, поступающих из отдельных кварталов, и отведения их в один трубопровод-коллектор, обслуживающий весь данный район. Коллекторы отдельных районов постепенно объединяются в главные коллекторы. Коллекторы, по которым сточные воды отводятся за пределы населенного места, носят название отводных или загородных.

Канализируемая территория по своим топографическим условиям может потребовать перекачки сточных вод из отдельных районов в канализационную сеть другого района или другой коллектор того же района.

Перекачка сточных вод осуществляется путем устройства насосных станций и напорных трубопроводов до ближайших самотечных коллекторов.

Если площадка очистных сооружений расположена на более высоких отметках, чем отводной коллектор, то для подачи сточных вод на очистные сооружения требуется устройство насосной станции и напорных трубопроводов. В этом случае насосная станция носит название главной насосной станции.

Очистные сооружения канализации могут быть весьма разнообразны; их выбор зависит от метода очистки сточных вод. Характер и тип сооружений на

очистной станции зависят от количества сточных вод и необходимой степени очистки перед выпуском этих вод в водоем.

Очистные сточные воды сбрасываются в естественный водоем через сооружения, называемые выпусками.

Типы и конструкции выпусков также весьма разнообразны. Они зависят от количества сбрасываемых сточных вод, характера водоема, расхода воды в нем и т.д.

В настоящее время наибольшее распространение получили следующие основные централизованные системы канализации:

— общесплавная — предусматривает отвод (сплав) за пределы канализируемого объекта всех трех категорий сточных вод (бытовых, производственных и дождевых) по одной сети подземных трубопроводов (коллекторов);

— полная раздельная — предусматривает строительство двух подземных сетей трубопроводов: первой — для отвода (сплава) наиболее загрязненных сточных вод (бытовых или производственных), второй — для отвода, как правило, менее загрязненных дождевых вод;

— полураздельная система канализации, при которой устраивают, как и при полной раздельной системе, две сети подземных трубопроводов: одну— для бытовых и производственных сточных вод; другую—для дождевых вод; при этой системе первая порция наиболее загрязненных дождевых вод попадает из дождевой сети в сеть производственнобытовой канализации через особые сооружения, называемые интерцепторами.

Каждая из этих систем, суть которых была заложена в конце прошлого века, имеет свои достоинства и недостатки.. Сначала эти системы были ориентированы на единую сеть, собирающую дождевую и использованную воду и направляющую ее к центру города.

В середине ХХ века урбанизация ускорилась:

— улицы и площади традиционных центров городов приобрели твердые покрытия;

— на окраинах городов, площади которых использовались для агротехнических целей интенсивнее, появилась необходимость в развитии сети вторичного сбора воды. Часто их просто соединяли с уже существующими (первичные сети), возвращая таким образом дождевые воды к центрам городов, строящихся, как правило, в низинах, возле естественных водосборов (реки, озера и т.п.).

Первым результатом такого развития городов стал затор системы ассенизации, особенно в старых частях городов, где сосредоточены значительные общественные и экономические ресурсы. Кроме того, многие центры начали страдать от участившихся наводнений, причем их размах и сила с течением времени стали возрастать.

РИ, 2000, № 1

119

Вторым результатом урбанизации явилось снижение качества приемников воды.

Сантехническое оборудование приемников износилось, а интенсивность промышленных стоков возросла, в результате чего загрязнение сточных вод стало значительно выше. Последнее послужило толчком к разделению сети и созданию двух сетей: для дождевой воды и использованной воды, поступающей на станции очистки.

Спустя 30 лет проведенное разделение перестало себя оправдывать. В настоящее время очистке подвергается только часть использованных вод.

Так, системы с единой сетью (пока ещё достаточно многочисленные) в дождливое время смешивают ливневые стоки и использованную воду непосредственно в коллекторах этих сетей, что из-за ограниченных возможностей очистной техники приводит только к частичной очистке вод.

В зонах, оснащенных раздельной системой, итог не намного лучше. Дождевая вода, протекая по городским улицам и площадям, смывает всю грязь. Большие массы дождевых вод попадают непосредственно в среду приемников воды, неся с собой продукты загрязнения почти в том же количестве, что и в единых сточных системах.

Наконец, финансовые средства, необходимые для строительства традиционно более высокопроизводительных сооружений (большие коллекторы, станции очистки, обрабатывающие большое количество воды), весьма и весьма велики. Уже сегодня стоимость классической очистки является, в лучшем случае, ограничивающим фактором городского устройства и обязывает общество обращаться к другим технологиям.

Необходимо переопределить понятие очистки дождевых вод таким образом, чтобы оно отвечало следующим требованиям:

— обеспечивать безопасность людей, защищая их от наводнения;

— обеспечивать перспективное развитие городов без значительного увеличения затрат общества или частных лиц на модернизацию систем водоотведения;

—способствовать расширению естественных водных ресурсов или, по крайней мере, не служить причиной их сокращения.

Основные требования к очистке сточных вод сформулированы в европейской директиве от 21 мая 1991 года, которая обязывает общество соблюдать строгие нормы очистки стоков, включая дождевые. В первую очередь, это относится к тем кто содержит установки по переработке использованных и дождевых вод, отводимых по единым сетям. Этот юридический документ позволяет привлечь финансистов к проблеме очистки сточных вод, ставя под сомнение обычные способы очистки, и благоприятствует внедрению новаторских решений.

Основная стратегия функционирования водоотводящих сетей заключается в отводе за одно и то же

время более значительных потоков воды заданного качества.

Альтернативная идея состоит в том, чтобы понизить концентрацию примесей в этих потоках с помощью площадей, на которых собираются сточные воды и которым отводится роль регуляторов, работающих на принципах удержания и инфильтрации дождевых вод. Иными словами, стратегия централизованной и монотехнической очистки воды, превалирующая в настоящее время, должна быть заменена на стратегию децентрализованной и мультитехнической очистки, в основе которой может лежать большое разнообразие технических решений и научных подходов.

Очевидно, что такая новая стратегия должна отвечать принятым нормам и требованиям гигиены и безопасности.

Технологии, реализующие эти принципы, составляют альтернативу сетям в классическом смысле. Именно эти технологии называют “альтернативными методами”.

Технологические решения альтернативных методов многочисленны [2]: шоссе с резервуарной структурой; шахта проникновения; траншеи, канавы и связки; сточные крыши; бассейны наполнения, сухие или с водой; цистерны вдоль стоков и др.

Они применимы как в новых зонах урбанизации, так и в старых центрах городов.

На первый взгляд эти методы выступают против классических сетей, на самом деле они могут служить дополнением для последних, оказывая влияние как на количественные, так и на качественные показатели потоков.

Отметим также, что альтернативные методы могут быть использованы в автономном режиме, когда вредные примеси сточных вод накапливаются и начинают превышать допустимую концентрацию.

Альтернативные методы обладают рядом преимуществ:

♦ они менее обременительные, чем традиционные решения, или при эквивалентной стоимости предлагают более надёжную защиту от различных опасностей (деконцентрация потоков, уменьшение риска заражения и т.д.);

♦ они могут, помимо своей основной задачи, решать дополнительные. Например, использование сплетений неглубоких канав на участках с зелеными насаждениями, с одной стороны, снижает интенсивность сброса ливневых стоков, а с другой — способствует орошению.

Остановимся на ряде особенностей, которые тормозят использование альтернативных методов очистки дождевых вод:

— они “ новы“, потому что не проверены временем и требуют дополнительных затрат на освоение и внедрение;

120

РИ, 2000, № 1

— они сложны, поскольку могут принимать различные формы в зависимости от устройства зоны, на которой они применяются;

— они многофункциональны, так как некоторые из них могут, кроме гидравлической функции, обеспечивать и другие функции. Например, шоссе является резервуарной структурой, которая обеспечивает движение автотранспорта и одновременно хранит воду;

— они зависимы от физической, общественной или учредительной сред (концепции эксплуатации и управления).

Если добавить, что в нашей повседневной жизни мы редко сталкиваемся с информацией, освещающей эти альтернативные технологии, а также учитывая отсутствие организаций, которые их могут предлагать и способны реализовывать, то становится понятным, почему они ещё не нашли должного применения. Но за ними — будущее.

Литература: 1. Ботус Б. О., Ржевский Б.Н., Федоров Н. Ф. Канализационные сети. М.: Изд-во лит. по строительству, 1968. 252 с. 2. Azzout Y, Barraud S, Cres F.N., Alfakin E. Techniques alternatives en assainissement pluvial. Techniique et Documentation - Lavoisier, 1994. 372 p.

Поступила в редколлегию 31.01.2000

Рецензент: канд. физ.-мат. наук Костенко А.Б.

Евдокимов Андрей Анатольевич, аспирант кафедры информатики Харьковского государственного автомобильно-дорожного университета. Научные интересы: рациональное управление трубопроводным транспортом. Адрес: Украина, 61166, Харьков, ул. Ленина, 5, кв. 30.

Самойленко Николай Иванович, д-р техн. наук, заведующий кафедрой систем автоматизированного проектирования Харьковской государственной академии городского хозяйства. Научные интересы: компьютерные технологии, автоматизированное проектирование, математическое программирование. Адрес: Украина, 361003, Харьков, пр. Московский, 2/2, кв. 130.

УДК 355.586: 65.012.122

АКТУАРНЫЙ ПОДХОД К ВОПРОСАМ ПЕРСПЕКТИВНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ

ДЗЮНДЗЮКБ.В., МАСЛОВ П.Н,

НАУМЕЙКО И.В, ДЗЮНДЗЮК В.Б._____________

Предлагается страховая линейная модель финансирования и создания системы защиты локальной структуры. Критическими ограничениями данной модели являются: а) вид функции f в критерии ; б) сам критерий, в качестве которого выбрано математическое ожидание.

1. Введение

В работе [1] были рассмотрены общие черты мероприятий по обеспечению безопасности жизнедеятельности, а также промышленной безопасности и страхования риска. Отметим, что собственно страхование риска является действенной мерой накопления денежных ресурсов для периода восстановления, однако к мероприятиям по обеспечению безопасности не относится. Связь и распределение ресурса между этими двумя этапами (априорный — перспективное обеспечение (и управление) безопасности, и апостериорный — восстановление за счет страховых выплат) можгут быть рассмотрены как рисковое капиталовложение, что является темой последующих статей.

В настоящей работе основные задачи по обеспечению безопасностсти рассматриваются в терминах страхо -вой (актуарной) математики, что дает возможность использовать ряд хорошо разработанных подходов и моделей.

2. О применимости страховых моделей

Отметим, что страховые модели применимы в основном там, где ущерб, полученный одним участником (в результате редкого случайного события), равно-

мерно, или по какому-то детерминированному закону распределяется (возмещается страховой выплатой) среди всех участников, которых достаточно много, или они вносят свои “страховые премии” страховщику достаточно долго. Под эту схему подходит случай регионально-отраслевой системы обеспечения промышленной безопасности, когда затраты на безопасность производства состоят из двух частей: А — финансирование собственных (локальных) мероприятий и В — финансирование (мобильных) средств совместного использования: отраслевых спасательных отрядов, территориальных медицинских и пожарных формирований, сил МЧС, а также работа предприятий по утилизации и захоронению вредных отходов производства. Последняя часть затрат частично (В1) имеет форму налогов (государственных и местных), что эквивалентно обязательному страхованию [2]. Не обязательная часть затрат (В2) может быть представлена в терминах оптимизации и страхования риска предприятия. Рассмотрим первый случай, описываемый страховой моделью — когда затраты на обеспеченние локальной безопасности предприятия (А) распределены во времени: после фиксированного первоначального взноса (АД затраты Аі разделены на периоды (i) равномерно, по закону, подлежащему определению [3]. В настоящей работе рассматривается схема А.

3. Старховая линейная модель финансирования и создания системы защиты локальной структуры

Считаем, что:

1. Сумма А0 первоначальных затрат на защиту определяется законадательно и оптимизации не подлежит.

2. Чрезвычайная ситуция (ЧС)—событие единичное и случайное. Вероятности его наступления Pi в период i и распределение ущерба S известны (P(S)).

Вложенные в систему защиты средства компенсиру-

Ґ

ют ущерб по закону: s - f

I A,

V 0

где f — известная

РИ, 2000, № 1

121