2020-01-15
411
На бассейновом уровне определяются основные расчетные характеристики для расчета норматива ПДС, установления лимита сброса загрязняющих веществ отдельного выпуска в водный объект и расчет норматива ПДС загрязняющих веществ для водохозяйственного района (участка) водного объекта.
Порядок определения расчетных характеристик следующий:
бассейн реки разбивается на водохозяйственные районы (участки) с учетом природных и хозяйственных факторов. Контрольные створы назначаются в конце каждого водохозяйственного участка, расчетные створы назначаются в устьях крупных притоков, в местах крупных водозаборов и сброса сточных вод, в створах гидрометрических станций с постоянным режимом наблюдений. Фоновый створ назначается в створе водного объекта, выше которого водный объект не испытывает антропогенного вредного воздействия;
определяются естественные фоновые концентрации «Сф» химических веществ в фоновом створе. За фоновую концентрацию вещества принимается статистически обоснованная верхняя доверительная граница средних значений концентраций этого вещества, рассчитанная по результатам химических наблюдений за последние 5 лет с вероятностью Р= 0,95 для наиболее неблагоприятных гидрологических условий или наиболее неблагоприятного в отношении качества воды периода (сезона) года;
|
|
|
определяется необходимость разработки региональных нормативов качества воды водного объекта, составляется перечень химических веществ, по которым необходима разработка региональных нормативов. Разработка региональных нормативов необходима, когда Сф> Спдк в фоновом створе;
по всему бассейну в привязке к водохозяйственным районам (участкам) составляется схема расположения источников загрязнения водного объекта, включая диффузные и иные источники вредного воздействия на качество вод водного объекта, места водозаборов и сброса сточных вод в водный объект. Составляется список водопользователей, определяется расчетные расходы сточных вод, их свойства и состав, скорость истечения сточной воды через водовыпуск перед сбросом в водный объект;
в зависимости от свойств и состава сточных и речных вод определяется перечень нормируемых и контролируемых показателей;
по каждому расчетному створу водного объекта определяются расчетные расходы воды в водном объекте.
В качестве расчетных расходов воды могут быть:
для незарегулированных водотоков – минимальный среднемесячный расход воды летней и зимней межени года 95% обеспеченности;
для зарегулированных водотоков – гарантированный экологический попуск, установленный в Правилах использования водных ресурсов.
|
|
|
Кроме этого расчетные расходы водотоков должны соответствовать наиболее неблагоприятному сочетанию гидрологических и гидрохимических условий, поэтому в каждом конкретном случае определение расчетных расходов воды индивидуально.
· по каждому расчетному створу определяются гидравлические параметры (средняя площадь живого сечения, скорость течения, расстояние между створами, скорость ветра над водоемом, коэффициент шероховатости водоема в зоне течения), соответствующие расчетным расходам воды по каждому водохозяйственному району (участку).
· определяется коэффициент неконсервативности для каждого расчетного участка водного объекта.
В основу расчета норматива ПДС для водохозяйственного района (участка) положена математическая зависимость, полученная в [6].
(3.1)
где:
Со, Се, Сj – концентрации загрязняющих веществ в воде соответственно в начальном створе, притоке с водосборной площади и сточных водах;
Qо – расход воды в реке в начальном створе;
qe, qj, qисп – расходы, приходящие на единицу длины реки соответственно притока с водосборной площади, сбрасываемых в реку сточные воды, на испарение;
к – коэффициент деструкции;
ω – площадь поперечного сечения потока;
х – расстояние между створами;
Зависимость (3-1) получена в результате решения уравнений учитывающих диффузионные процессы и процессы распада неконсервативных веществ.
где Qо и Q – начальный и текущий расход в реке;
Со, С – начальная и текущая концентрация;
Cст. – концентрация загрязняющего вещества;
qст, qф, qи – удельные расходы воды сточных вод, фильтрации из русла
и испарения;
Порядок расчета норматива ПДС загрязняющих веществ для водохозяйственных районов следующий:
– расчет норматива ПДС начинается с первого створа. Для этого в зависимости (3×1) величина «С» приравнивается к СПДК, а искомой величиной является ∑СjQj;
– рассчитываются изменения концентрации «С» каждого вещества от створа К-1 к створу К по зависимости (3.1), начиная со второго створа и до последнего, при этом для каждого створа в зависимости (3×1) Со приравнивается к СПДК;
– нормативы ПДС загрязняющих веществ во всех створах, кроме первого рассчитываются по зависимости:
СПДК×Qк – С×Qк–1 (3.4)
где Qк и Qк-1 – расчетные расходы воды в водном объекте в К и К-1 створах.
Расчет норматива ПДС отдельного выпуска в водоток
Норматив нормативов ПДС отдельного выпуска сточных вод есть произведение расхода сточных вод q (м3/час) на допустимую концентрацию загрязняющего вещества Спдс (г/м3):
Норматив ПДС = q × СПДС (3-1.1)
В формуле (11-1) расчетной величиной является СПДС, «q» принимается по данным водопользователя.
Расчетная формула для определения СПДС:
а) для консервативных веществ
СПДС = Сф + n×(СПДК – Сф), (3-1.2)
б) для неконсервативных веществ
СПДС = Сф + n×(СПДК × ekt- Сф). (3-1.3)
Где:
СПДК — предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в воде водотока, г/м3;
Сф — фоновая концентрация загрязняющего вещества в водотоке выше выпуска сточных вод, г/м3;
k — коэффициент неконсервативности, 1/сут;
t — время добегания от места выпуска сточных вод до расчетного створа, сут.
n — кратность общего разбавления сточных вод в водотоке.
11.3 Кратность общего разбавления равна произведению кратности начального разбавленияnн на кратность основного разбавления no:
n = nн×no (3-1.4)
|
|
|
Начальное разбавление рассчитывается в следующих случаях:
· для напорных сосредоточенных и рассеивающих выпусков при соотношении скоростей речной воды Vр и скорости сточных вод из выпуска Vст.
Vст. ³ 4 × Vр (3-1.5)
· при абсолютных скоростях истечения струи из выпуска больше 2 м/c.
Кратность начального разбавления nn рассчитывается по методу Н.Н. Лапшева.
· Исходные данные:
– расход сточных вод q, м3/с;
– диаметр выпуска d0, м;
– количество выпуском N0;
– скорость течения воды в реке (в месте выпуска) Vр, м/с;
– глубина реки в месте расположения выпуска Н, м;
· Алгоритм расчета:
1) Находится скорость на оси струи
V0=Vp+ΔV (3-1.6)
ΔV – превышение скорости речного потока над скоростью на оси струи (задается в пределах 0,1¸0,15 м/с).
2) Определяется скорость истечения сточных вод из выпускных отверстий
Vcт.=4q/pd0N0, м/с (3-1.7)
3) Вычисляется параметр m (отношение скоростей)
m=Vp/V0 (3-1.8)
4) По номограмме (рис. 1) определяется 
.
Рисунок 1 - Номограмма для определения диаметра струи в расчетном сечении.
5) Рассчитывается диаметр нестесненной струи в расчетном сечении
, (3-1.9)
6) Кратность начального разбавления без учета стеснения струи d<H определяется по формуле:
(3-1.10)
7) Кратность начального разбавления с учетом стеснения струи d>H определяется по формуле:
(3-1.11)
где 
определяется по рисунку 2.
Рисунок 2 - Номограмма для определения поправочного коэффициента
Кратность основного разбавления n0 определяется по методу В.А. Фролова и И.Д. Родзиллера.
· Исходные данные:
‑ расчетный расход в водотоке в фоновом створе, Q, м3/с;
– расчетный расход сточных вод в выпуске, q, м3/с;
|
|
|
– скорость водотока при расчетном расходе, Vср, м/с;
– глубина водотока при расчетном расходе, Н, м;
– расстояние от выпуска до контрольного створа по прямой, Lп, м;
– расстояние от выпуска до контрольного створа по фарватеру, LФ, м.
· Алгоритм расчета:
1) Определяется коэффициент смешения:
|
a – коэффициент, учитывающий гидравлические условия в реке;
где j – коэффициент извилистости (отношение расстояния до контрольного створа по фарватеру к расстоянию по прямой)
j= Lф/Lп, (3-1.14)
x – коэффициент, зависящий от места выпуска сточных вод (при выпуске у берега x=1, при выпуске в стрежень реки x=1,5); D – коэффициент турбулентной диффузии, м2/с.
2) Коэффициент турбулентной диффузии определяется.
· Для летнего времени по формуле:
D =gVH/37nшС2 (3-1.15)
где: g – ускорение свободного падения, g =9,81 м/c2;
nш – коэффициент шероховатости ложа реки,
C – коэффициент Шези, м1/2/c, определяемый по формуле Н.Н. Павловского С=Ry/ nш
где R – гидравлический радиус потока, м (R» H);
y=2,5×Önш -0,13 –0,75 ÖR ×(Önш –1),
· Для зимнего времени (периода ледостава)
D =gVRпр/37nпрСпр2 (3-1.16)
где Rпр, nпр, Спр – приведенные значения гидравлического радиуса, коэффициента шероховатости и коэффициента Шези;
Rпр =0,5H,
nпр = nш[1+(nл/ nш)1,5]0,67
где nл – коэффициент шероховатости нижней поверхности льда.
3) Кратность основного разбавления определяется по формуле:
no=(q+gQ)/q (3-1.17)
Расчет норматива ПДС отдельного выпуска в водоем
Нормативы ПДС для выпусков сточных вод в водохранилища и озера определяются для каждого выпуска сточных вод по формуле:
Норматив ПДС=qСПДС (3-2.1)
Расчетная формула для определения Спдс:
а) для консервативных веществ
Спдс = Сф + n×(Спдк – Сф); (3-2.2)
б) для неконсервативных веществ
Спдс = Сф + n×(Спдк × ekt- Сф); (3-2.3)
где:
Спдк — предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в воде водоема, г/м3;
Сф — фоновая концентрация загрязняющего вещества в водотоке выше выпуска сточных вод;
n — кратность общего разбавления сточных вод в водотоке;
k — коэффициент неконсервативности, 1/сут;
t — время добегания от места выпуска сточных вод до расчетного створа, сут.
Кратности общего разбавления равна произведению кратности начального разбавления на кратность основного:
n=nH×no (3-2.4)
Кратность начального и основного разбавления рассчитывается по методу М. А. Руффеля для двух случаев расположения выпуска:
– выпуск в мелководную часть или в верхнюю треть глубины водоема, загрязненная струя распространяется вдоль берега под воздействием поверхностного течения, имеющего одинаковое с ветром направление;
– выпуск в нижнюю треть глубины водоема, загрязненная струя распространяется к береговой полосе против выпуска под воздействием донного компенсационного течения, имеющего направление, обратное направлению ветра.
Исходные данные:
– расход сточных вод выпуска q, м3/с;
– скорость ветра над водой в месте выпуска сточных вод V, м/с;
– средняя глубина водоема вблизи выпуска Нср, м.
В зависимости от средней глубины водоема Н0, средняя глубина Нср определяется на участке ∆L
| Н0, м | ∆L, м | |
| 3 ¸ 4 | 100 | |
| 5 ¸ 6 | 150 | |
| 7 ¸ 8 | 200 | |
| 9 ¸ 10 | 250 |
– расстояние до контрольного створа L, м.
Алгоритм расчета
· Определяется кратность начального разбавления:
при выпуске в мелководье или в верхнюю треть глубины водоема
|
при выпуске в нижнюю треть глубины
(3-2.6)
Определяется кратность основного разбавления:
|
где 
или по табл. 3-2.1
Таблица 3-2.1
Значение no, случай – выпуск в мелководье
| Нср, м | L, м | |||||||
| 500 | 1000 | 2000 | 4000 | 6000 | 8000 | 10000 | ||
| 1 | 7,68 | 12,18 | 22,18 | 51,57 | 105,09 | 204,17 | 387,79 | |
| 2 | 4,86 | 7,16 | 11,27 | 19,84 | 30,26 | 43,62 | 61,01 | |
| 3 | 3,84 | 5,46 | 8,20 | 13,28 | 18,64 | 24,67 | 31,63 | |
| 4 | 3,29 | 4,58 | 6,69 | 10,39 | 14,02 | 17,85 | 22,00 | |
| 5 | 2,94 | 4,02 | 5,76 | 8,73 | 11,51 | 14,33 | 17,27 | |
| 6 | 2,69 | 3,63 | 5,13 | 7,63 | 9,92 | 12,16 | 14,45 | |
| 7 | 2,51 | 3,35 | 4,67 | 6,85 | 8,80 | 10,68 | 12,56 | |
| 8 | 2,37 | 3,12 | 4,32 | 6,25 | 7,97 | 9,60 | 11,20 | |
| 10 | 2,16 | 2,80 | 3,80 | 5,41 | 6,80 | 8,10 | 9,36 | |
| 12 | 2,02 | 2,57 | 3,44 | 4,83 | 6,02 | 7,11 | 8,16 | |
| 14 | 1,91 | 2,40 | 3,18 | 4,40 | 5,45 | 6,40 | 7,30 | |
| 16 | 1,82 | 2,27 | 2,97 | 4,08 | 5,01 | 5,86 | 6,65 | |
– при выпуске в нижнюю треть глубины водоема
, (3-2.8)
где 
или по табл. 3-2.2
Таблица 3-2.2 ‑ Значение n0, случай – выпуск в нижнюю треть глубины водоема
| Нср, м | L, м | |||||||
| 50 | 100 | 150 | 200 | 300 | 400 | 500 | ||
| 1 | 9,34 | 14,97 | 23,08 | 35,39 | 84,03 | 203,46 | 501,50 | |
| 2 | 6,60 | 8,08 | 11,05 | 13,58 | 20,05 | 29,35 | 42,99 | |
| 3 | 5,65 | 7,16 | 8,52 | 9,88 | 12,88 | 16,49 | 20,95 | |
| 4 | 5,12 | 6,34 | 7,36 | 8,33 | 10,29 | 12,43 | 14,86 | |
| 5 | 4,77 | 5,82 | 6,67 | 7,44 | 8,93 | 10,46 | 12,10 | |
| 6 | 4,52 | 5,46 | 6,19 | 6,85 | 8,08 | 9,28 | 10,53 | |
| 7 | 4,33 | 5,18 | 5,84 | 6,43 | 7,48 | 8,49 | 9,50 | |
| 8 | 4,17 | 4,96 | 5,57 | 6,10 | 7,03 | 7,91 | 8,77 | |
| 10 | 3,93 | 4,63 | 5,16 | 5,62 | 6,40 | 7,11 | 7,14 | |
| 12 | 3,76 | 4,39 | 4,87 | 5,28 | 5,96 | 6,57 | 7,14 | |
| 14 | 3,62 | 4,21 | 4,65 | 5,02 | 5,64 | 6,18 | 6,67 | |
| 16 | 3,51 | 4,06 | 4,47 | 4,81 | 5,38 | 5,87 | 6,32 | |
Шрифт и форматирование
