Кравченко М. В. Науково­технологічні основи використання зелених конструкцій для ефективного управління дощовими стоками в урбанізованому середовищі

English version

Дисертація на здобуття ступеня доктора наук

Державний реєстраційний номер

0524U000361

Здобувач

Спеціальність

  • 21.06.01 - Екологічна безпека

14-11-2024

Спеціалізована вчена рада

Д 26.056.11

Київський національний університет будівництва і архітектури

Анотація

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 21.06.01 «Екологічна безпека». – Київський національний університет будівництва і архітектури, м. Київ, 2024. Дисертацію присвячено вирішенню актуальної науково­технологічної проблеми управління дощовими стоками, забрудненими паливно­мастильними матеріалами, в урбанізованому середовищі шляхом наукового обґрунтування та розроблення зелених конструкцій у рамках концепції міста­ губки. В роботі визначено і обґрунтовано роль та значення зелених конструкцій у контексті концепції міста­губки та блакитно­зеленої інфраструктури. Розроблено математично­гідрологічні моделі на основі закону Дарсі та рівняння Бернуллі, які описують гідродинамічні процеси в багатошарових конструкціях дощових садів за різної інтенсивності опадів, враховуючи висоту водяного стовпа та коефіцієнт фільтрації. Моделі перевірено шляхом моделювання гідрологічних характеристик дощового саду на основі одиничної дощової події критичної інтенсивності (36 мм/год). Експериментально досліджено ефективність дощових садів щодо видалення нафтових вуглеводнів, а також вивчено поведінку цих забруднювачів всередині системи. Досліджено зміну гідравлічної провідності ґрунтового середовища експериментальних зразків дощових садів у динаміці часу. Розраховано індекси толерантності та стійкості рослин виду Physocarpus opulifolia Diabolo до впливу дизельного палива та відпрацьованої двигунної оливи. Кількісно визначено здатність рослин виду бирючини звичайної (Ligustrum vulgare L.) виділяти та поглинати О2 і СО2 та досліджено ефективність очищення повітря від РМ2,5 та РМ10. Розраховано екологічно­економічний ефект від впровадження зелених покриттів, проведено економічний аналіз управління зливовими водами на прикладі дощового саду. Розроблено рекомендації та принципи проєктування, будівництва і обслуговування дощових садів в урбанізованому середовищі. Ключові слова: зелені конструкції, урбанізоване середовище, класифікація, дощові сади, управління дощовими водами, блакитно­зелена інфраструктура, інфільтрація, гідрологічні процеси, фільтраційні властивості, газообмін у рослинах.

Публікації

1. Kravchenko M., Trach Y., Trach R., Tkachenko T., Mileikovskyi V. Improving the Efficiency and Environmental Friendliness of Urban Stormwater Management by Enhancing the Water Filtration Model in Rain Gardens. Water. 2024, 16 (10), 1316. https://doi.org/10.3390/w16101316 (Scopus, Q1).

2. Kravchenko M., Trach Y., Trach R., Tkachenko T., Mileikovskyi V. Behaviour and Peculiarities of Oil Hydrocarbon Removal from Rain Garden Structures. Water. 2024, 16 (13), 1802. https://doi.org/10.3390/w16131802 (Scopus, Q1).

3. Kravchenko M., Wrzesiński G., Pawluk K., Lendo-Siwicka M., Markiewicz A., Tkachenko T., Mileikovskyi V., Zhovkva O., Szymane S., Piechowicz K. Improving Urban Stormwater Management Using the Hydrological Model of Water Infiltration by Rain Gardens Considering the Water Column. Water. 2024, 16 (16), 2339. https://doi.org/10.3390/w16162339 (Scopus, Q1).

4. Bondarenko D., Matiakh S., Surzhyk Т., Sheiko I., Kravchenko М. Development trends of solar power engineering based on the materials of the scientific and practical conference «Renewable energy and energy efficiency in the 21st century» 2024. Vidnovluvana Energetika. 2024. 3(78). P. 76-83. https://doi.org/10.36296/1819-8058.2024.3(78).76-83 (Scopus, Q4).

5. Гунченко О.М., Волошкіна О.С., Кравченко М.В., Корінний В.І. Система менеджменту екологічної безпеки – як одна із складових енергетичної ефективності. Екологічна безпека та природокористування. 2020. 4 (36). С. 5–19. DOI:10.32347/2411-4049.2020.4.5-19

6. Василенко Л.О., Березницька Ю.О., Кравченко М.В., Шевченко О.С., Цьома Т.О. Забруднення поверхневих вод фосфатами та важкими металами. Проблеми водопостачання, водовідведення та гідравліки. 2022. 38. С. 4 – 17. DOI: https://doi.org/10.32347/2524-0021.2022.38.4-17

7. Ткаченко Т.М, Мілейковський В.О., Кравченко М.В. Вплив «зелених» покрівель на управління дощовими водами: огляд наукових досліджень та перспективи використання. Екологічна безпека та природокористування. 2023. 46(2). С. 35–53. DOI: https://doi.org/10.32347/2411-4049.2023.2.35-53

8. Кравченко М.В., Ткаченко Т.М., Мілейковський В.О. Модифікація «зеленої» покрівлі з використанням технічних рішень для зменшення негативного впливу зливових вод в міських умовах. Проблеми водопостачання, водовідведення та гідравліки. 2023. 43. С. 16–28. DOI: https://doi.org/10.32347/2524-0021.2023.43.16-28

9. Ткаченко Т.М., Кравченко М.В., Василенко Л.О. Вплив «зелених» покрівель на якість дощового стоку у міському середовищі. Геохімія техногенезу. 2023. 9(37). С. 65–71. DOI:10.32782/geotech2023.37.10

10. Кравченко М.В., Ткаченко Т.М. Проблеми удосконалення термінології та сучасної класифікації «зелених» конструкцій для створення українських «зелених» стандартів. Збірник наукових праць Національного університету кораблебудування імені адмірала Макарова. 2023. 4(493). С. 194–204. DOI: https://doi.org/10.15589/znp2023.4(493).26

11. Кравченко М.В., Ткаченко Т.М. Розрахунок еколого-економічного ефекту від збирання дощової води «зеленими» покрівлями. Екологічна безпека та природокористування. 2024. 49(1). С. 34–48. DOI: https://doi.org/10.32347/2411-4049.2024.1.34-48

12. Ткаченко Т.М., Кравченко М.В., Василенко Л.О., Шумбар К.В., Щербак А.І., Зозуля С. Зелені конструкції в урбанізованому середовищі: вивчення впливу «зелених» дахів на якість дощової води та інші екологічні параметри. бібліографічний огляд. Проблеми водопостачання, водовідведення та гідравліки. 2024. 46. С. 48–64. DOI: https://doi.org/10.32347/2524-0021.2024.46.48-64

13. Tkachenko T., Mileikovskyi V., Kravchenko M. Research of gas exchange and air purification processes by plants of the common privet (Ligustrum vulgare L.) species. Ecological Safety and Balanced Use of Resources. 2023. 14(2). Р. 28-37. https://doi.org/10.69628/esbur/2.2023.28

14. Кравченко М.В., Ткаченко Т.М., Мілейковський В.О. Дослідження впливу основних параметрів дощового саду на його гідрологічні показники методом моделювання. Збірник наукових праць Національного університету кораблебудування імені адмірала Макарова. 2024. 1. С. 166–176. DOI: https://doi.org/10.15589/znp2024.1(494).23

15. Кравченко М.В., Ткаченко Т.М. Розробка методів кількісної оцінки ефективності конструкції дощового саду у контексті управління дощовими водами. Екологічна безпека та природокористування. 2024. 50(2). С. 19–35. https://doi.org/10.32347/2411-4049.2024.2.19-35

16. Kravchenko М., Tkachenko T. Analysis of alternative approaches to stormwater management and prospects for their implementation in Ukraine. Ecological Safety and Balanced Use of Resources. 2024. 15(1). Р. 53-63. https://doi.org/10.69628/esbur/1.2024.53

17. Fedorenko S., Vasylenko L., Bereznytska Yu., Kravchenko M. Environmental management as a component of Ukraine’s modern economy: Management under the conditions of martial law. Construction of Optimized Energy Potential. 2022. Vol. 11. Issue 1. Р. 195–202. DOI: https://doi.org/10.17512/bozpe.2022.11.22

18. Hunchenko O., Voloshkina О., Korduba І., Kravchenko М., Stefanovych P. The conceptual framework of sustainable development and the role of environmental and technogenic safety in achieving it. Innovative Technology in Architecture and Design (ITAD 2020). IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 907, 2020, рр. 1–9. DOI: 10.1088/1757-899X/907/1/012080 (Scopus).

19. Kravchenko M., Bereznytska Y., Hunchenko O., Vasylenko L., Haba K. The theoretical calculation of activity coefficients in the use of baromembrane methods for water treatment. Conference Proceedings, International Conference of Young Professionals «GeoTerrace-2021», Oct 2021, Volume 2021, pр. 1–5. DOI: https://doi.org/10.3997/2214-4609.20215K3028 (Scopus).

20. Kravchenko M., Bereznytska Y., Vasylenko L., Fedorenko S. Theoretical calculation of the activity coefficients of dilute aqueous solutions taking into account factors of electrical nature. Conference Proceedings, International Conference of Young Professionals “GeoTerrace-2022”, 3-5 October 2022, Lviv, Ukraine, Volume 2022, pр. 1–5. DOI: 10.3997/2214-4609.2022590044 (Scopus).

21. Tkachenko T., Mileikovskyi V., Kravchenko M., Konovaliuk V. Simulation of Illumination and Wind Conditions for Green and Fed Cities Using CFD Software. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 4th International Symposium of Earth, Energy, Environmental Science, and Sustainable Development (JESSD 2023), 26/08/2023 - 27/08/2023 Jakarta, Indonesia. Vol. 1275. DOI: 10.1088/1755-1315/1275/1/012014 (Scopus).

22. Kravchenko M., Bereznytska Y., Vasylenko L., Fedorenko S. Comparative analysis of dilute aqueous solutions activity coefficients: experimental data and theoretical calculations. Conference Proceedings, International Conference of Young Professionals “GeoTerrace-2023”, 2-4 October 2023, Lviv, Ukraine, Volume 2023, pр. 1–5. DOI: 10.3997/2214-4609.2023510061 (Scopus).

23. Tkachenko T., Mileikovskyi V., Konovaliuk V., Kravchenko M., Satin I. Biotechnical approach for a continuous simultaneous increase of indoor and outdoor air quality. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2023. Vol. 1254 (1):012074. DOI: 10.1088/1755-1315/1254/1/012074 (Scopus).

24. Tkachenko T., Kravchenko M., Voloshkina O., Mileikovskyi V., Sipakov R., Tkachenko O. Evaluating Rain-Garden Bands: Filtration Properties and Implications for Urban Water Management. World Environmental and Water Resources Congress, 2024. DOI: 10.1061/9780784485477.085 (Scopus).

25. Кравченко М.В. Якість питної води – як важливий фактор екологічної безпеки життєдіяльності та здоров’я людини. Актуальні проблеми безпеки на транспорті, в енергетиці, інфраструктурі: матеріали І міжнародної науково-практичної конференції, 8-11 вересня 2021. Випуск 1. Херсон: Морський інститут імені контр-адмірала Ф.Ф. Ушакова, 2021. С. 372–376.

26. Ткаченко Т.М., Кравченко М.В., Мілейковський В.О. Вплив «зелених» покрівель на управління дощовими водами: огляд наукових досліджень та перспективи використання. Green Construction (Зелене будівництво): матеріали ІІ міжнародної науково-практичної конференції. Київ: КНУБА, 2023. С. 97–102.

27. Кравченко М.В., Ткаченко Т.М., Мілейковський В.О. Модифікація «зеленої» покрівлі з використанням технічних рішень для зменшення негативного впливу зливових вод в міських умовах. Green Construction (Зелене будівництво): матеріали ІІ міжнародної науково-практичної конференції. Київ: КНУБА, 2023. С. 103–108.

28. Ткаченко Т.М., Кравченко М.В., Василенко Л.О. Вплив «зелених» покрівель на якість дощового стоку у міському середовищі. Green Construction (Зелене будівництво): матеріали ІІ міжнародної науково-практичної конференції. Київ: КНУБА, 2023. С. 108–113.

29. Кравченко М.В., Василенко Л.О. Дослідження процесів в системі «модельний розчин – мембрана – вода» з використанням зворотноосмотичних мембран різних виробників. Екологічні проблеми сучасності: матеріали I Міжнародної науково-практичної конференції, 10 травня 2023. Луцьк: Державний вищій навчальний заклад «Донецький національний технічний університет», м. Луцьк, 2023. С. 28–32.

30. Кравченко М.В. Моделювання процесу управління дощовою водою на «зелених» покрівлях: огляд наукових статей. Екологічні проблеми сучасності: матеріали I Міжнародної науково-практичної конференції, 10 травня 2023. Луцьк: Державний вищій навчальний заклад «Донецький національний технічний університет», м. Луцьк, 2023. С. 64–68.

31. Кравченко М.В., Ткаченко Т.М. Роль «зелених» конструкцій у зменшенні викидів СО2 в урбанізованих містах. Екологічні проблеми сучасності: матеріали I Міжнародної науково-практичної конференції, 10 травня 2023. Луцьк: Державний вищій навчальний заклад «Донецький національний технічний університет», м. Луцьк, 2023. С. 82–86.

32. Ткаченко Т.М., Кравченко М.В. Порівняльний аналіз ефективності різних типів «зелених» конструкцій в поглинанні СО2 залежно від типу рослинності та субстрату. Екологічні проблеми сучасності: матеріали I Міжнародної науково-практичної конференції, 10 травня 2023. Луцьк: Державний вищій навчальний заклад «Донецький національний технічний університет», м. Луцьк, 2023. С. 94–98.

33. Щербак А., Ткаченко Т., Кравченко М. Ефективність процесу очищення повітря та поглинання СО2 кущами Бирючини звичайної (Ligustrum vulgare L.). International Scientific-Practical Conference of young scientists «Build-Master-Class-2023». 2023. С. 287–288.

34. Ткаченко Т.М., Мілейковський В.О., Кравченко М.В. Перспективи розроблення державних «зелених» стандартів. Тези доповідей IV Міжнародної науково-практичної конференції «Екологія. Ресурси. Енергія», Київ, 22-24 листопада 2023. С. 23–24.

35. Кравченко М.В., Ткаченко Т.М. Розробка методів кількісного оцінювання ефективності конструкції дощового саду в контексті управління дощовими водами. Green Construction (Зелене будівництво): матеріали ІІІ міжнародної науково-практичної конференції. Київ: КНУБА, 2024. С. 176–181.

36. Ткаченко Т., Мілейковський В., Кравченко М., Вакуленко Д. Перші українські стандарти зеленого будівництва, їх унікальність і подальший розвиток. Енергоощадні машини і технології: матеріали V Міжнародної науково-практичної конференції, 22-24 травня 2024 р. Київ: КНУБА, 2024. С. 210 – 212.

37. Остаточний звіт «Дослідження впливу стічних вод на урбоценози та управління їхньою кількістю і якістю зеленими конструкціями» НДДКР «Управління дощовими стічними водами з використанням зелених конструкцій» (ДОН: 0224U001821). https://nrat.ukrintei.ua/searchdoc/0224U001821/

38. Проміжний звіт «Розроблення теоретичних підходів, експериментальних методів і дослідних стендів» НДДКР «Створення перспективних технологій формування безпечного середовища будівель поєднанням зелених конструкцій, фітодизайну та інженерних систем» (державний обліковий номер: 0223U000498). https://nrat.ukrintei.ua/searchdoc/0223U000498/

39. Остаточний звіт «Виконання експериментальних досліджень та розроблення нормативних рекомендацій» НДДКР «Створення перспективних технологій формування безпечного середовища будівель поєднанням зелених конструкцій, фітодизайну та інженерних систем» (державний обліковий номер: № 0224U001505). https://nrat.ukrintei.ua/searchdoc/0224U001505/

Схожі дисертації