Секционная |конструкционная| защитная дамба

Недорогая и оперативно возводимая временная гидротехническая система в виде динамически стойких защитных экранов, способная защитить от наводнений населенные пункты​

Экологический эффект

Снижение минимум на 80% вероятности увеличения мутности разлившейся рек и загрязнения твердыми отходами и вредными веществами из затопленных жилых и промышленных зон.

Экономический эффект

на ₽5-500 млн. снижение размера выплат материального ущерба из бюджета России при паводках муниципального, межмуниципального и регионального характера.

Социальный эффект

на 70% снижается вероятность повреждения жилой, коммерческой и промышленной инфраструктуры при опытной эксплуатации защитной конструкции

Авторы проекта

Мартынов
Дмитрий Юрьевич

Инноватор, эксперт, бизнесмен и инженер в области климатических проектов и инженерно-конструкторских решений

к.т.н. доцент

Новиченко
Антон Игоревич

Автор проектов в области агропромышленности, информационных технологиях, искусственного интеллекта и больших данных и климата

к.т.н. доцент

Организация-разработчик

Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. Тимирязева

Факультет Техносферной безопасности, экологии и природопользования

Факультет гидротехнического, агропромышленного и гражданского строительства

Планируемые технические характеристики

Используемые крепления

винтовые, вибронагруженные сваи, самораскрывающиеся грунтовые анкеры

Диаметр креплений

от 0,4 мм

Высота свай

более 4 метров

Глубина закрепления стоек

более 3 метров

Высота дамбы

от 1 до 5 метров

Выдерживаемое давление

0,1 до 0,5 МПа/кв.м

Место установки

слабые, средние и сильные грунты

Материал дамбы

сверхпрочные ткани Дайнема (Dyneema) и Номекс (Nomex)

Уникальность секционной (конструкционной) защитной дамбы

Вертикальные сваи особой конструкции

вертикальные сваи содержат в верхней части проушины полуцилиндрической формы со сквозными горизонтальными отверстиями, а вертикальные стойки содержат проушины полуцилиндрической формы со сквозным горизонтальными отверстиями в нижней части, при этом вертикальные сваи и вертикальные стойки соединены между собой с помощью горизонтальной цилиндрической втулки, с армирующей шляпкой ограничителем, с одной стороны, и замковым ограничителем, с другой стороны, с образованием петельного соединения.

Свайные ростверки особой конструкции

малые свайные ростверки прямоугольной формы со скругленными неострыми краями, с вертикальными цилиндрическими резьбовыми соединениями, по центру и обоим краям ростверков, а также сквозные горизонтальные технологические отверстия, в центральной части ростверков, с образованием в горизонтальной плоскости зазора между габаритным размером горизонтального технологического отверстия и вертикальной сваи, а также закрепленные на вертикальных стойках горизонтальные упоры, упирающиеся без закрепления в центральную часть малых свайных ростверков, крепежные элементы, закрепляющие сверху на вертикальных цилиндрических резьбовых соединениях малых свайных ростверков гибкие армирующие покрытия и нижние части армирующих и гибких гидроизоляционных материалов.

Преимущества разрабатываемой секционной (конструкционной) защитной дамбы

Конструкционная защитная дамба содержит компактные конструкционные элементы и элементы гидроизоляции обладающие малым весом, и габаритными характеристиками обеспечивающими эффективное проведение погрузочных, разгрузочных работ и транспортировку данных конструкционных элементов.

В конструкционной защитной дамбе предусмотрена возможность быстрой и качественной сборки на выбранном участке местности.

Несущей основой для гибкого гидроизоляционного материала являются ткани необходимой толщины и прочности на основе арамидных волокон, такие как, Тварон (Twaron), Кевлар (Kevlar) Технора (Technora), высокопрочные полиамидные ткани, такие как, Дайниме (Dyneema), карбоновые композитные ткани, например, углеродный ламинат, North Sails, и в меньшей степени высокопрочные полиэтилены, например, Спектра. 

В диапазоне от 1 до 5 метров, в течении длительного времени защитная дамба способна выдерживать внешнее давление воды в диапазоне от 0,1 до 0,5 МПа/м2, и возможностью, не разрушаясь противодействовать внешним периодическим воздействиям, в том числе нагрузкам связанным с намывными течениями, резкими изменениями температуры, солнечной радиации и влажности.

Тросы обладают имеют малый вес, компактность и удобство при перевозке и сборке, при приложении значительных внешних нагрузок имеют один недостаток, они упруго растягиваются, и передают требуемую нагрузку на погруженные в грунт анкера или винтовые якоря лишь при достижении определенной типовой длинны связанной с их растяжением.

Социо-эколого-экономический и корпоративный эффект применения экоинновации |оценка эффективности СЭЭК или SEEC| на смоделированном примере эколого-экономической выгоды снижения сброса НСО в реку Лена из-за произошедшего наводнения на территории Республики Якутия |Саха|, затронувшего нефтебазу с 89 резервуарами

840 000 кв. м

общая площадь территории нефтебазы

938 тонн

НСО было сброшено в устье реки Лена

₽300 523 000

размер ущерба, рассчитанный местными надзорными органами

58%

сокращение вреда водному объекту с помощью экоинновации

2-3 суток

срок установки секционной защитной дамбы

Оценка эффективности деятельности организаций и инноваторов осуществляется, опираясь на экспериментальную систему оценки SEEC, созданную опираясь на 29 нормативно-правовых актов.

Экономический эффект

Эксплуатационные расходы на обеспечение на оперативную установку установку и разбор конструкции

₽73 416 000

Размер сэкономленных денежных средств региону на 58% по части снижения суммы оценённого ущерба местными органами надзора

₽174 303 340

Эколого-экономическая эффективность установки защитной дамбы

₽1 392 237 005,2

Коэффициент абсолютной экономической эффективности природосберегающих затрат

11,852

Срок окупаемости капиталовложений после разработки и старта серийного производства

0,21 год

Эколого-экономический эффект

Масса сброса НСО до установки защитной дамбы

938 тонн

Масса сброса НСО после установки защитной дамбы

393,96 тонн

Масса предотвращённого сброса НСО после установки защитной дамбы

544,04 тонн

Предотвращённый вред после установки защитной дамбы

₽1 291 349 665,2

Расчёт удельного предотвращённого вреда из расчёта на тонну

₽1 376 705,4

Социальный эффект

Количество новых трудовых мест, благодаря реализации экоинновации

+ 11 шт.

Снижение безработицы в г. Москва, благодаря реализации экоинновации

- %0,046

Прогноз увеличения уровня жизни в г. Москва, благодаря реализации экоинновации

+ ₽17 160 000

Коэффициент социальной эффективности от внедрения экоинновации

11,269

Снижение вероятности повреждения жилой, коммерческой и промышленной инфраструктуры

на 70%

Корпоративный эффект

Необходимый объём капиталовложений для разработки, производства и установки

₽293 664 000

Прогнозируемый объём продаж экотехнологичной продукции

₽73 600 000

Планируемое увеличение регионов присутствия

+ 1 регион

Количество внедрённых экоинноваций

+ 1 шт.

Рост заработной платы рядовых сотрудников

+ %5,86

Количество экотехпродукции в номенклатуре

+ 1 штука

необходимо учесть при реализации проекта

Технологические риски и #экотехтренды

Самоподнимающиеся и самоопускающиеся дамбы

Возведение барьера в местности с большим риском наводнения, который в обычное время использовался, например, в качестве тротуара, а в период наводнений автоматически (полуавтоматически) трансформировался в защитную дамбу.

Применение интеллектуальных полимерных композитов

Применение интеллектуальных полимерных композитов II поколения — технологии с введением в конструкционный материал сенсорных элементов на основе оптических волокон с брэгговскими решетками, позволяющая осуществлять онлайн мониторинг напряженно-деформированного состояния конструкции в процессе эксплуатации.

Применение цифровых технологий анализа и мониторинга

Разработка или применение существующего программного обеспечения для мониторинга изнашиваемости секций дамбы, анализа нагрузки на конструкцию в различные периоды года и уведомлений необходимости замены секций для предотвращения прорывов.

Промышленный дизайн должен гармонировать с местностью

Промышленный дизайн защитной дамбы в городской среде должен гармонировать с инфраструктурой в сложенном и поднятом состоянии. В случае размещения конструкции в природной среде дизайн должен быть природоподобным.

возведение Мылкинской дамбы
в Комсомольске-на-Амуре

Сюжет Юлии Шустрой

на решение какой проблемы направлен проект

Затопление территорий с жилыми постройками, социальными и коммерческими объектами

Наводнение — это опасное природное явление, возникающее из-за поднятия уровня воды в водоёмах, и приводящее к затоплению территорий.

Главной причиной более частых наводнений является изменение климата, из-за которого, в том числе, осадки становятся обильнее во многих регионах мира, что приводит к поднятию уровня воды в реках во время сильных ливней. Согласно оценке World Resources Institute, количество людей, находящихся под угрозой во время разлива рек, может вырасти с 65 млн до 132 млн к 2030 г., а к 2050-му – до 195 млн человек.

Наводнения занимают первое место среди стихийных бедствий по числу жертв и причиняемому ущербу. Для защиты от наводнений применяют меры, позволяющие уменьшить потери от них. Меры защиты от наводнений могут быть оперативными (срочными) и техническими (предупредительными).

В России, по данным Росгидрометцентра, около 300 городов и десятки тысяч населенных пунктов подвержены наводнениям с катастрофическими последствиями

54

кризисных наводнений

происходит ежегодно в России

500

тыс. кв. км.

площадь территории, подверженных стихийным бедствиям

7

млн. га

сельхозугодий подвержено
риску затопления

₽75

млрд.

ущерб от наводнений в России в год

общепринятое решение

конструкционные (защитные) дамбы в модульном исполнении

30 метров защитной дабы из мешков с песком возводятся в течении 8-12 часов. Те же 30 метров дамбы из модульных барьеров возводятся в течении 30 минут. Стену из модульных барьеров можно развернуть даже тогда, когда наводнение уже начало расти. Конструкция может быть установлена прямо на затопленной территории, останавливая прибывающую воду.

1=468

для возведения защитного сооружения от паводков высотой на 1.2 м на практике необходимо 468 мешков с песком шириной 3 м или 1 модульного барьера шириной 0,6 м.

дамба из мешков с песком по трудоемкости материалов экономически не выгодно выглядит по сравнению с защитной стеной из модульных барьеров. Защитная дамба из барьеров быстро возводится и легко демонтируется по сравнению с дамбой из мешков.

общепринятое решение

общепринятый социо-эколого-экономический эффект

Социальный эффект

снижение вероятности повреждения систем водоснабжения и водоочистных сооружений в населённом пункте

на 70%

снижение вероятность попадания воды от разлива реки на сельскохозяйственные территории в периоды роста и сбора урожая

на 75%

снижение вероятности седиментации искусственных водохранилищ

на 80%

снижение вероятности временной окончательной потери земель, пригодных для постоянного проживания, наводнений при установке стационарных защитных дамб (необходима разработка)

на 90%

Экологический эффект

снижение вероятности деградации земель путём их засоления из-за повышения уровня грунтовых вод от затопления

на 30%

снижение вероятности увеличения мутности разлившихся рек и загрязнения твердыми отходами и вредными веществами из затопленных жилых и промышленных зон

на 80%

Экономический эффект

средний срок окупаемости защитной дамбы при наводнении муниципального характера с количеством пострадавшим не менее 50 человек

1 год

снижение размера выплат материального ущерба из бюджета России при паводках муниципального, межмуниципального и регионального характера

₽5-500 млн

затопление территорий

в России

₽75 млрд.

размер среднегодового ущерба от наводнений

380 км

планируется построить и реконструировать сооружений инженерной защиты к 2024 году

55%

проблемных участков русел рек планируется расчистить к 2024 году

Взгляд экотехэкспертов SILI ecoengineering

Предлагается смоделировать и осуществить оценку SEEC по применению экоинновации в новом направлении - восстановление пострадавших от засухи земель рядом с поселениями Пиндиково и Новородинкова в Козловском муниципальном округе, располагаемых рядом с рекой Волга путём установки комплектующих защитной модульной (конструкционной) по определённому периметру дамбы для управления разлива р. Волга в период наводнений и паводков.

8 600 га

площадь повреждённой от засухи с/з территории в Чувашии

₽211,2 млн.

на такую сумму потеряно урожая с с/х территорий площадью 4 100 га

~ 1 600 га

площадь повреждённой от засухи с/х территории в Козловском р-не

98,64 га

размер территории, который планируется восстановить

₽3,1 млрд

размер предотвращённого вреда окружающей среде

Необходимые конкурентоспособные технические характеристики

Материал/марка

композит

Масса защитного гибкого гидроизоляционного материала

15-19,7 кг/кв. м

Масса сваи/профиля на 1 п.м.

до 1.2 кг

Ширина профиля

400 – 600 мм

Прочность на растяжение

от 790 МПа

Момент сопротивления

от 2100 куб. см/м

Допустимый изгибающий момент (по прочности) при переменных нагрузках

от 130 кН*м/м

Допустимый изгибающий момент (по прочности) при постоянных нагрузках

от 72 кН*м/м

Потребность в защите от коррозии

не требуется

Вариации установки и разбора конструкции​

вручную или с помощью спецтехники​

Время сборки и установки конструкции на 1 км длины сооружения

0,5 суток

Логистические расходы

0,5 руб. кв. м/км

Стоимость продукции

8 000 ₽/кв. м

Прогнозируемый эколого-экономический эффект

Площадь повреждённой территории до установки модульной защитной дамбы

1 600 га

Площадь повреждённой территории после установки модульной защитной дамбы

1 501,36 га

Предотвращённая площадь деградированной земли

98,6425 га

Предотвращённый вред окружающей среде после применения модификации биопрепарата

₽3 156 560 000

Расчёт удельного предотвращённого вреда из расчёта на тонну от внедрения модификации биопрепарата

3 200 ₽/кв.м

Прогнозируемый экономический эффект

Размер капиталовложений для разработки и старта серийного производства

₽263 061 120

Размер эксплуатационных расходов на на монтаж и демонтаж модульной защитной конструкции

₽105 224 448

Размер сэкономленных денежных средств на рекультивацию повреждённых земель

₽3 847 057,5

Показатель эколого-экономической эффективности реализации внедрённых экоинноваций по результату регулярной эксплуатации

₽3 055 182 609,5

Коэффициент абсолютной экономической эффективности природосберегающих затрат

21,116

Срок окупаемости капиталовложений в экоинновацию с момента старта эксплуатации

0,08 лет

Прогнозируемый социо-корпоративный эффект

Количество новых трудовых мест

+ 8 штук

Коэффициент безработицы, снижаемый после внедрения экоинновации

1,606%

Рост заработных плат рядовых сотрудников

+248,15%

Уровень жизни населения после внедрения экоинновации

+₽9 960 000

Коэффициент социальной эффективности экоинновации

406,529

Количество внедрённых экоинноваций

+ 1 штука

Прогнозируемое увеличение регионов присутствия

+ 1 регион

Объём продаж экотехпродукции с учётом стоимости продажи ₽8 000 за кв.м

₽68 080 000

Стадия реализации

Общий показатель на 2023 год
0%
Проработка идеи
0%
Создание команды
0%
Разработка концепта
0%
Разработка ТТХ и ТЭО
0%
Разработка бизнес-плана
0%
Получение гранта
0%
Получение 1 и более патентов
0%
Публикация 1 и более статей по теме
0%
Создание прототипа
0%
Прохождение акселерации
0%
Завершение испытания/тестирования
0%
Выступление на конференции или НТС
0%
Участие в выставке
0%
Привлечение инвестора
0%
Запуск серийного производства​
0%
Выполнение 1 и более заказа
0%
Выполнение 1 и более продаж
0%
Достижение стоимости в ₽1 млрд.
0%
Масштабирование в пределах России
0%
Масштабирование за пределы России
0%
Масштабирование за пределы Земли
0%

SILI ecoengineering | Russian intellectual ecotechnical network | Copyright ©

0
Поделитесь своим экспертным мнением.)x