Практическая работа № 4 Расчет и оценка поверхностного стока с автомобильной дороги

1. Методика расчета

Оседающие на покрытии автомобильных дорог пыль, продукты износа покрытий, шин и тормозных колодок, выбросы от работы ДВС автомобилей, материалы, используемые для борьбы с голо­ледом, и т.д. приводят (при смыве дождевыми и талыми водами) к насыщению вод поверхностного стока различными 3В, которые затем могут попасть в водотоки и водоемы.

Оценку загрязнения поверхностного стока (сброса) с авто­мобильных дорог и определение необходимости его очистки сле­дует производить расчетом. Он выполняется в следующей последовательности:

1. Определяют расход дождевых вод , л/с, руководствуясь СНиП 2.04.03-85, по формуле:

, (1)

где q_yq - удельный расход дождевых вод, л/о с 1 га (для времени поверхностной кон­центрации 5 минут принимают q_yq = 4 л/о га);

F - площадь (не более 5 га) участка автодороги (моста), равная произведению длины участка на ширину части дороги, с которых вода будет поступать в водоток, или на расстояние в свету между перилами для мостов, га;

К - коэффициент, учитывающий изменение удель­ного расхода воды в зависимости от среднего продольного ук­лона участка дороги или моста и принимаемый по таблице 1.

Таблица 1. Значения К в зависимости от среднего продольного уклона дороги i

i , ‰	0,1	0,3	0,4	0,5	0,6	0,8	1,0	1,5
к	0,56	0,80	0,87	0,94	1,0	1,05	1,18	1,35

i , ‰	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0	4,5	5,0	6,0
к	1,48	5,59	1,69	1,77	1,85	1,92	1,99	2,12

2. Рассчитывают расход талых вод л/с, по формуле:

= 0,5 · F · h_С· К_С, (2)

где h_c - слой стока за 10 дневных часов, мм (принимают h_c =20 мм);

К_с - коэффициент, учиты­вающий окучивание снега (К_С = 0,8).

3. Определяют величину фактического сброса (ФС), г/ч, 3В с поверхностными СВ по каждому ингредиенту (взвешенные вещества, свинец, нефтепродукты) загрязнения по формуле:

ФС = З600 · С_ф · Q_с, (3)

где 3600 - коэффициент перевода;

С_ф - фактическая концентра­ция ЗВ в поверхностном стоке по каждому ингредиенту загряз­нении согласно таблице 2, мг/л;

Q_С - расчетный расход поверх­ностных сточных вод (принимают только наибольший из рассчи­танных выше расходов дождевых и талых вод), л/с.

Таблица 2. - Концентрации загрязнений, в поверхностном стоке, мг/л, с покрытий автодорог

Категории автодорог	Дождевые воды			Талые воды
	Взвешен­ные ве­щества	Свинец	Нефтепродукты	Взвешен­ные вещества	Свинец	Нефтепродукты
I	1300	0,28	24	2700	0,3	26
II	1040	0,22	19,2	2160	0,24	20,8
III	780	0,17	14,4	1620	О,8	15,6
IV	520	0,11	9,6	1080	0,12	10,4
V	390	0,08	7,2	810	0,09	7,8

4. Определяют коэффициент турбулентной диффузии Д по формуле (4) при заданной V_п.

, (4)

где h - глубина водоема, м.

5. Рассчитывают коэффициент α, учитывающий влияние гидрав­лических факторов смешения, по формуле (5), принимая Q_макс равным Q_c.

, (5)

где τ - коэффициент, учитывающий место выпуска (при выпуске в стрежень τ = 1,5, у берега - 1,0);

- коэффициент изви­листости, равный отношению расстояния от места выпуска до створа водопользования по прямой l_n к расстоянию между мес­том выпуска и створом водопользования по фарватеру l_ф;

Д - коэффициент турбулентной диффузии.

6. Определяют коэффициент смешения СВ с водой водотока по формуле (6).

, (6)

где l_ф - расстояние от выпуска СВ до створа водопользования по фарватеру, км;

α - безразмерный коэффициент, учитывающий гидрологические особенности водоема.

7. Определяют предельно допустимое содержание ЗВ в поверхнос­тном стоке с учетом смешения его с водами водотока С_прд, мг/л, по формуле Фролова – Родзиллера

С_пдр = γ · Q_мин (С_пдк – С_в)/Q_с + С_пдк, (7)

где Q_мин - среднемесячный (минимальный) расход воды в водотоке 95% обеспеченности, м³/с;

С_пдк - ПДК данного ЗВ в водотоке, мг/л (таблица 3).

Таблица 3 - ПДК 3В в воде водных объектов рыбохозяйственного назначения

Наименования вещества	ПДК, мг/л
1. Взвешенные вещества	Концентрация взвешенных веществ в водотоке в природных условиях Св + 0,25 мг/л
2. Нефтепродукты	0,05
3. Свинец	0,1

8. Рассчитывают величину предельно допустимого сброса (ПДС), г/ч, ЗВ по каждому ингредиенту загрязнения по формуле:

ПДС = 3600 · С_ПРД · Q_С, (8)

где 3600 - коэффициент перевода;

остальные обозначения те же, что и в формуле (7).

9. Полученные величины ПДС и ФС по каждому ингредиенту заг­рязнения изображают в виде гистограммы и анализируют резуль­таты расчетов, как указано в подразделах 3 и 4.