№3|2025

СИСТЕМЫ ВОДООТВЕДЕНИЯ

УДК 628.221
DOI 10.35776/VST.2025.03.05

Волков С. Н., Лукьянчук М. Ю., Жукова А. Г., Солохин А. А., Кузьмин В. А., Житенев А. И., Рублевская О. Н., Гвоздев В. А., Ерофеев В. В., Костенко И. Г., Игнатчик В. С., Игнатчик С. Ю., Кузнецова Н. В., Сенюкович М. А., Ещенко А. Н.

Обоснование оптимального варианта адаптации системы водоотведения Санкт-Петербурга к условиям совокупного влияния урбанизации и изменения климата
Часть 1. Программа-методика обоснования оптимального варианта

Аннотация

Система водоотведения Санкт-Петербурга эксплуатируется в условиях, которые отличаются от расчетных по двум основным причинам. Первая причина – изменение процесса урбанизации, заключающееся в снижении расходов воды в сухую погоду за счет уменьшения удельного водопотребления и увеличения расходов воды в периоды дождей за счет повышения доли водонепроницаемых покрытий. Вторая причина – увеличение интенсивностей и частоты ливневых дождей. В связи с этим появилась необходимость адаптировать систему водоотведения к условиям, которые возникают из-за совокупного влияния урбанизации и изменения климата. Следствием новых условий эксплуатации является наличие двух нежелательных явлений: затопления территорий и переливы через ливнеспуски, узлы аварийного перелива, аварийные выпуски и байпасные линии очистных сооружений. Обоснование оптимального решения по адаптации системы водоотведения Санкт-Петербурга к условиям совокупного влияния урбанизации и изменения климата должно предусматривать решение двухкритериальной оптимизационной задачи: поиск экономически обоснованного варианта реконструкции системы для обеспечения ее работы без затоплений города при выпадении дождей с повторяемостью Ропт; поиск экономически обоснованного варианта эксплуатации реконструируемой системы для обеспечения ее работы с минимальными сбросами через переливы при выпадении дождей с повторяемостью Р > Ропт. С математической точки зрения поиск экономически обоснованного варианта реконструкции сводится к определению такого периода повторяемости дождей Ропт, при котором выполняется одно их двух равносильных условий: достигается минимальное значение суммы ущербов от затоплений и затрат на их предотвращение; достигается максимальное значение разности величины предотвращенного ущерба от затоплений и затрат на их предотвращение.

Ключевые слова

, , , , ,

Для цитирования: Волков С. Н., Лукьянчук М. Ю., Жукова А. Г., Солохин А. А., Кузьмин В. А., Житенев А. И., Рублевская О. Н., Гвоздев В. А., Ерофеев В. В., Костенко И. Г., Игнатчик В. С., Игнатчик С. Ю., Кузнецова Н. В., Сенюкович М. А., Ещенко А. Н. Обоснование оптимального варианта адаптации системы водоотведения Санкт-Петербурга к условиям совокупного влияния урбанизации и изменения климата. Часть 1. Программа-методика обоснования оптимального варианта // Водоснабжение и санитарная техника. 2025. № 3. С. 42–50. DOI: 10.35776/VST.2025.03.05.

Дальнейший текст доступен по платной подписке.
Авторизуйтесь: введите свой логин/пароль.
Или оформите подписку

Список цитируемой литературы

  1. Волков С. Н., Лукьянчук М. Ю., Житенев А. И., Рублевская О. Н., Ерофеев В. В., Игнатчик В. С., Игнатчик С. Ю., Кузнецова Н. В. Системы отведения поверхностного стока: проблемы и решения // Водоснабжение и санитарная техника. 2022. № 7. С. 53–60. DOI: 10.35776/VST.2022.07.07.
    Volkov S. N., Luk’ianchuk M. Iu., Zhitenev A. I., Rublevskaia O. N., Erofeev V. V., Ignatchik V. S., Ignatchik S. Iu., Kuznetsova N. V. [Systems for the removal of surface runoff: problems and solutions]. Vodosnabzhenie i Sanitarnaia Tekhnika, 2022, no. 7, pp. 53–60. DOI: 10.35776/VST.2022.07.07. (In Russian).
  2. Игнатчик В. С., Игнатчик С. Ю., Кузнецова Н. В., Феськова А. Я. Влияние изменений климата на гидравлические режимы систем отведения поверхностного стока // Вода и экология: проблемы и решения. 2020. № 4 (84). C. 50–57.
    Ignatchik V. S., Ignatchik S. Iu., Kuznetsova N. V., Fes’kova A. Ia. [The effect of the climate change on the hydraulic systems of surface runoff disposal regimes]. Voda i Ekologiia: Ptoblemy i Resheniia, 2020, no. 4 (84), pp. 50–57. (In Russian).
  3. Волков С. Н., Житенев А. И., Рублевская О. Н., Костенко И. Г., Игнатчик В. С., Игнатчик С. Ю., Кузнецова Н. В., Сенюкович М. А. Особенности оценки расчетных интенсивностей дождей с учетом экстремальных ливней // Водоснабжение и санитарная техника. 2021. № 7. С. 50–55. DOI: 10.35776/VST.2021.07.07.
    Volkov S. N., Zhitenev A. I., Rublevskaia O. N., Kostenko I. G., Ignatchik V. S., Ignatchik S. Iu., Kuznetsova N. V., Seniukovich M. A. [Specific features of estimating calculated rainfall rates with account of extreme rain showers]. Vodosnabzhenie i Sanitarnaia Tekhnika, 2021, no. 7, pp. 50–55. DOI: 10.35776/VST.2021.07.07. (In Russian).
  4. Третий оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. Общее резюме. – СПб.: Наукоемкие технологии, 2022. 124 с.
    Tretii otsenochnyi doklad ob izmeneniiakh klimata i ikh posledstviiakh na territorii Rossiiskoi Federatsii. Obshchee reziume [Third estimative report on climate change and its consequences in the Russian Federation. General summary. Saint-Petersburg, Naukoemkie Tekhnologii Publ., 2022, 124 p.].
  5. Jagai J. S., Li Q., Wang S., Messier K. P., Wade T. J., Hilborn E. D. Extreme precipitation and emergency room visits for gastrointestinal illness in areas with and without combined sewer systems: An analysis of Massachusetts data, 2003–2007. Environmental Health Perspectives, 2018, v. 123 (9), pp. 873–879. DOI: 10.1289/ehp.1408971.
  6. Willems P. Revision of urban drainage design rules after assessment of climate change impacts on precipitation extremes at Uccle, Belgium. Journal of Hydrology, 2013, v. 496, pp. 166–177. DOI: 10.1016/j.jhydrol.2013.05.037.
  7. Quaranta E., Fuchs S., Liefting H. J., Schellart A., Pistocchi A. A hydrological model to estimate pollution from combined sewer overflows at the regional scale. Application to Europe. Journal of Hydrology: Regional Studies, 2022, v. 41, article id. 101080. DOI: 10.1016/j.ejrh.2022.101080.
  8. Волков С. Н., Лукьянчук М. Ю., Житенев А. И., Кузьмин В. А., Рублевская О. Н., Хямяляйнен М. М., Гвоздев В. А., Ерофеев В. В., Костенко И. Г., Игнатчик В. С., Игнатчик С. Ю., Кузнецова Н. В., Сенюкович М. А. Методы и результаты оценки параметров расчетных дождей для систем водоотведения поверхностного стока Санкт-Петербурга. Часть 1. Для гидравлических расчетов при проектировании // Водоснабжение и санитарная техника. 2023. № 3. С. 53–60. DOI: 10.35776/VST.2023.03.07.
    Volkov S. N., Luk’ianchuk M. Iu., Zhitenev A. I., Kuz’min V. A., Rublevskaia O. N., Khiamialiainen M. M., Gvozdev V. A., Erofeev V. V., Kostenko I. G., Ignatchik V. S., Ignatchik S. Iu., Kuznetsova N. V., Seniukovich M. A. [Methods and results of estimating calculated rain parameters for the surface runoff disposal systems of Saint-Petersburg. Part 1. For hydraulic calculations while designing]. Vodosnabzhenie i Sanitarnaia Tekhnika, 2023, no. 3, pp. 53–60. DOI: 10.35776/VST.2023.03.07. (In Russian).
  9. Волков С. Н., Лукьянчук М. Ю., Житенев А. И., Кузьмин В. А., Рублевская О. Н., Гвоздев В. А., Ерофеев В. В., Костенко И. Г., Игнатчик В. С., Игнатчик С. Ю., Кузнецова Н. В., Сенюкович М. А. Методы и результаты оценки параметров расчетных дождей для систем водоотведения поверхностного стока Санкт-Петербурга. Часть 2. Для гидравлических расчетов при моделировании // Водоснабжение и санитарная техника. 2023. № 4. С. 53–60. DOI: 10.35776/VST.2023.04.07.
    Volkov S. N., Luk’ianchuk M. Iu., Zhitenev A. I., Kuz’min V. A., Rublevskaia O. N., Gvozdev V. A., Erofeev V. V., Kostenko I. G., Ignatchik V. S., Ignatchik S. Iu., Kuznetsova N. V., Seniukovich M. A. [Methods and results of estimating calculated rain parameters for the surface runoff disposal systems of Saint-Petersburg. Part 2. For hydraulic calculations in simulation]. Vodosnabzhenie i Sanitarnaia Tekhnika, 2023, no. 4, pp. 53–60. DOI: 10.35776/VST.2023.04.07. (In Russian).
  10. Волков С. Н., Лукьянчук М. Ю., Жукова А. Г., Житенев А. И., Кузьмин В. А., Рублевская О. Н., Гвоздев В. А., Ерофеев В. В., Костенко И. Г., Игнатчик В. С., Игнатчик С. Ю., Кузнецова Н. В., Феськова А. Я. Методы и результаты оценки параметров расчетных дождей для систем водоотведения поверхностного стока Санкт-Петербурга. Часть 3. Для гидравлических расчетов при проектировании и моделировании с учетом неравномерности распределения интенсивностей дождей по площади // Водоснабжение и санитарная техника. 2023. № 6. С. 35–42. DOI: 10.35776/VST.2023.06.05.
    Volkov S. N., Luk’ianchuk M. Iu., Zhukova A.G., Zhitenev A. I., Kuz’min V. A., Rublevskaia O. N., Gvozdev V. A., Erofeev V. V., Kostenko I. G., Ignatchik V. S., Ignatchik S. Iu., Kuznetsova N. V., Fes’kova A. Ia. [Methods and results of estimating calculated rain parameters for the surface runoff disposal systems of Saint-Petersburg. Part 3. For hydraulic calculations in designing and modeling with account of the uneven distribution of rain intensities areally]. Vodosnabzhenie i Sanitarnaia Tekhnika, 2023, no. 6, pp. 35–42. DOI: 10.35776/VST.2023.06.05. (In Russian).
  11. Madsen H., Lawrence D., Lang M., Martinkova M., Kjeldsen T. R. Review of trend analysis and climate change projections of extreme precipitation and floods in Europe. Journal of Hydrology, 2014, v. 519, pp. 3634–3650.
  12. Combined sewer overflows guidance for nine minimum controls. EPA 832-B-95-003. United States Environmental Protection Agency. Washington, D. C., May 1995.
  13. Combined sewer overflows guidance for long-term control plan. EPA 832-B-95-002. United States Environmental Protection Agency. Washington, D. C., September 1995.
  14. Combined sewer overflows. A challenge for policy makers and the water sector. EurEau Commission 2 on waste water. 1 February 2016. Storm water overflows. Commission Study. European Commission Directorate General for Environment Unit C.2 Marine Environment & Water Industry Bruno Rakedjian/Els De Roeck.
  15. Kim H., Shim I., Lee D., Hong B., Kim H., Lee S., Hwang T. M. Application of radial type multifiber media filtration process for combined sewer overflow treatment. Applied Sciences, 2023, v. 13 (6), pp. 3647. DOI: 10.3390/app13063647.
  16. Sewerage measures (in Japanese). Ministry of Land, Infrastructure, Transport, and Tourism. Tokyo, Japan, 2019.
  17. Chinese statistical yearbook of urban and rural construction. Ministry of Housing and Urban-Rural Development, the People’s Republic of China, Beijing, 2022. https://www.mohurd.gov.cn/gongkai/fdzdgknr/sjfb/index.html.
  18. Xu Z. X., Xu J., Yin H. L., Jin W., Li H. Z., He Z. Urban river pollution control in developing countries. Nature Sustainability, 2019, v. 2 (3), pp. 158–160. DOI: 10.1038/s41893-019-0249-7.
  19. Freni G., la Loggia G., Notaro V. Uncertainty in urban flood damage assessment due to urban drainage modeling and depth-damage curve estimation. Water Science and Technology, 2010, v. 61, pp. 2979–2993.
  20. De Moel H., Aerts J. C. H. Effect of uncertainty in land use, damage models and inundation depth on flood damage estimates. Natural Hazards, 2011, v. 58, pp. 407–425.
  21. Paoletti A. Sistemi di fognatura e di drenaggio urbano – Fondamenti e nuove tendenze. 2nd ed., C.U.S.L., Milan, 1996.
  22. Huizinga J., de Moel H., Szewczyk W. How to cite this report: Global flood depth-damage functions. Methodology and the database with guidelines. EUR 28552 EN, 2017. DOI: 10.2760/16510.

Журнал ВСТ включен в новый перечень ВАК

Шлафман В. В. Проектирование под заданную ценность, или достижимая эффективность технических решений – что это?

Banner Kofman 1