II етап. Оцінка хімічної обстановки.

Оцінка хімічної обстановки, яка склалась в результаті забруднення зрошувально-обводнювальної системи отруйними речовинами.

Визначити початкову концентрацію Со забруднення системи на головному водозаборі по формулі:

d*B lm , де

Co= H lo

Відповідно вихідним даним

B = 1

d = 12 г/м²

lm

lo = 0.1

H – глибина води на головному водозаборі каналу по таблиці 2 (на ділянці 0-II), м/с.

H = 7 м

1*12

Co = 7 = 0.17 г/м³

Загальний коефіцієнт зниження концентрації визначити по формулі:

n = n_р ·n_г

h_р- зниження концентрації за рахунок розбавлення для першої ділянки 0-IV,

n_г - коефіцієнт зниження концентрації за рахунок гідролізу ОР для першої ділянки О-I v

а)l_о =2км.

l₀ 2

n_p5 = l₀+V_розп·*t = 2+1.4*5 = 0.222

при часу розповсюдження хмари t=5 год.

2

n_p = 2+1.4*36 = 0.03 при t = 36 год.

для другої ділянки IV-V по формулі

L_m-1 158

n_pⁱ = L_m-1+V_n*t = 158+2.5*39 = 0.61

L_m-1 = 158 км ділянки 0-IV при t=39 год.

Загальний коефіцієнт знищення концентрації за рахунок розчинення залишок в воді.

n_p39 = n`_p39*n_p36 = 0.61*0.03 = 0.0183

n _г - коефіцієнт знищення концентрації за рахунок гідролізу визначається по формулі n_г = t ¯ ^{α t}

α - константа швидкості гідролізу, яка визначається по додатку 4 (стор.32 методички) або таблиця 45 Збірника таблиць ДДАУ.

При температурі t=20⁰C води в каналі буде α =0.12 год або α = 0.012 год.

При інших температурах води треба вводити поправочний температурний коефіцієнт γ до константи гідролізу тобто α₁₉⁰ = α₂₀⁰. γ (по таблиці Додаток 3) або таблиця 44 Збірника ДДАУ.

t- це час визначення коефіцієнта гідролізу на розрахункової ділянці.

Таким чином, на розрахунковій ділянці 0-IV при часу розповсюдження хмари 5 год при α₂₀ = 0.12 год^-1

γ₁₉⁰ = 0.93 при t = 19⁰C (Додаток 3).

α₁₉ =α₂₀ ·γ ₁₉ = 0.12*0.93 = 0.11год^-1

Тоді α₁₉·t = 0.11·5 = 0.55

По таблиці Додатку при α·t = 0.55

Коефіцієнт n = е^-0.55 = 0.585 при t = 5год, t = 19⁰С.

При часу 36 годин:

n_г36 = е ^-0.11.36 = е ^-3.96 =0.212

При часу 39 годин:

n_г39 = е ^-0.11.39 = е ^-4.26 =0.014

Загальний коефіцієнт зниження концентраціі при l₀ =2км:

n_заг = 0,222·0.585=0.12 при t=5год.

nзаг=0.03·0.212=0.06 при t=36год.

Nзаг=0.0183·0.014=0.00025 при t=39год.

Так само розрахувати коефіцієнти зниження концентрації для будь-яких значень часу t по всім розрахунковим ділянкам.

Результати розрахунків зводимо в табл. 5.4

Таблиця 5.4

№ тупиковой гілки	t, ч	nг	lо , км
			2		10
			nр	n заг	n р	n заг
І	5	0,585	0,222	0,12	0,587	0,32
	10	0,301	0,125	0,038	0,417	0,13
	20	0,091	0,067	0,06	0,263	0,024
	36	0,027	0,046	0,012	0,192	0,0052
	39	0,08	0,034	0,00027	0,151	0,0012
	0,8		0,029	0,00022	0,0108	0,00085
	50	0,002	0,028	0,000056	0,125	0,00025
	10		0,012	0,000022	0,055	0,00011
	8,4	0,0009	0,011	0,000009	0,056	0,00005

t – час руху хмари по розрахунковій ділянці

Такі самі таблиці розрахувати для всіх інших гілок. По чисельним даним цих таблиць, розрахованих способом, показаним в п.2,6, на схемі – графіку кожної тупикової гілки, будуємо криву і отримуємо розрахункову номограму. По номограмам знаходимо для кожного розрахункового створу тупикової гілки спільний коефіцієнт зниження концентрації, довжину хмари забруднення в мить підходу верхньої межі хмари до розрахункового створу, час проходження хмари від осередку забруднення до перетинання передньою межою хмари розрахункового створу і в час проходження хмари через розрахунковий створ.

Приклад. Для розрахункового створу першої тупикової гілки при lо =2км. З таблиці 1 знаходимо, що розрахунковий створ 1 знаходиться в 40 км від нульового. На схемі графіку першої тупикової гілки по шкалі L визначаємо місце знаходження розрахункового створу. Із абсциси 40 км відновлюємо перпендикуляр до перетинання з передньою межою хмари. Знайдений відрізок відповідає часу проходження передньої хмари до розрахункового створу 1. По графіку визначаємо t=7год. З знайденої точки паралельно осі абсцис проводимо пряму до перетинання з кривою n заг= f(t), звідти опускаємо перпендикуляр на шкалу абсцис n заг і визначаємо числове значення коефіцієнта. В нашому випадку для створу 1 n заг = 0,21. Довжина хмари в мить підходу передньої її межі до створу 1 визначаємо як відстань між передньою і задньою межею хмари l t = 20 км. Відстань між передньою і задньою межами хмари в напрямку осі ординат в розрахунковому створі дорівнює часу проходження хмари через розрахунковий створ. В нашому випадку t=7год.

Розрахункові значення перерахованих параметрів для розрахункових створів першої тупикової гілки при lo=2км наведені в табл.6.

Таблиця 5.5

Номер розрахункового створу	l t,км	n общ	t 1	t
І	20	0,21	7	7
ІІ	35	0,028	13	18,5
ІІІ	55	0,07	17,5	27,5
IV	60	0,025	20	35
V	78	0,0017	21,0	37,5

Так само визначаємо по відповідним розрахунковим нормограмам n заг , l t, t і t1 для усіх останніх розрахунків створу.

Потім визначаємо середню концентрацію в хмарі забруднення в мить підходу передньої межі хмари до розрахункового створу по формулі С_сер= С_о·n_заг

Де С_о=1.37г\м³, а n_заг визначитидля розрахункового створу по таблиці 6.

Таким чином визначаем :

для I-го створу С_t=1.37·0.21=j.287г\м³

для II-го створу С_t=1.37·0.028=0.0384г\м³

для III-го створу С_t=1.37·0.007=0.0096 г\м³

для IV-го створу С_t=1.37·0.0025=0.0034 г\м³

для V-го створу С_t =1.37·0.0017=0.0023 г\м³

Визначити значення С_t для усіх розрахункових ділянок.

III етап. Оцінка стійкості роботи системи.

Визначити час проходження хмари по зрошувальному каналу по формулі t=l_t \v_зад год.

Так само на кожній тупиковій гілці визначаємо значення l t для всіх останніх розрахункових створів, по правій частині номограми по осі L,як різницю довжин між передньою і задньою межами хмари на розрахунковому створі.

На основі даних табл.7 оцінюємо можливу щільність збруднення зрошених ділянок при поливі водою забрудненою зарином. Визначаємо щільність забруднення для початкового і кінцевого створів господарських розподільників, з яких воду забирають безпосередньо на полив по формулі:

Д=0,36·q·С_t ·l_{t \} v_зад , Кі \ м² .

Таблиця 5.6

Таблиця оцінки хімічної обстановки на зрошувальній мережі при l о =10км

№ розрахункових створів	Хар-ка розрахункового створу	Відстань очага зараження	Час проходження хмари від осередку забруднення до перетинання першої межі створу	Довжина хмари в мить перетинання	Час проходження хмари ч-з розрах створ	Щільність забруднення місцевості
						d max			dср
						параметр l м / l о
						Концентрація ОР в створі
						0,1	0,4	0,8	0,1	0,4	0,8
І.	Розгалуження міжгосподарського розподілу	40	7	20	7	0,0357	0,143	0,287	0,0181	0,0718	0,143
ІІ.	Те саме	90	18,5	35	13	0,0048	0,0192	0,0384	0,0024	0,0096	0,0192
ІІІ.	Забір води для комунальних цілей	130	27,5	55	17,5	0,0012	0,0048	0,0096	0,006	0,0024	0,0048
ІV.	Початок ділянки з машинним водопідйомом	160	35	60	20	0,0004	0,0017	0,0034	0,0002	0,0009	0,0018
V.	Кінець магістрального каналу	190	37,5	78	21,0	0,00027	0,0011	0,0023	0,00013	0,00055	0,0011
1	Розгалуження від господарського розподілення	55	8,5	31	7,5	0,0255	0,102	0,205	0,0125	0,050	0,102
2	Те саме	85	11,5	52	8	0,0128	0,0512	0,102	0,0064	0,0256	0,0511
3	Те саме	140	15	70	9	0,0072	0,0288	0,0576	0,0036	0,0144	0,0288
4	Те саме	100	20	43	12	0,0039	0,0168	0,0315	0,002	0,008	0,016
5	Те саме	125	22	60	13,5	0,003	0,011	0,022	0,0014	0,0055	0,011
6	Те саме	130	22,5	65	13,5	0,0026	0,0103	0,021	0,0013	0,0052	0,0103
7.	Забір води для селища і ферми	145	24	75	14,2	0,0013	0,0052	0,0103	0,0006	0,0026	0,0052
а	Кінцева точка розподільника	85	17,5	26	11,2	0,0051	0,0206	0,0412	0,0026	0,0103	0,0206
B	Те саме	115	20,5	28	12	0,0031	0,0123	0,0247	0,0015	0,0062	0,0123
с	Те саме	160	21	45	11,7	0,0026	0,0103	0,0206	0,0013	0,0051	0,0103
		120	25	49	15	0,002	0,008	0,016	0,001	0,004	0,008
Е	Те саме	150	26,5	67	18,5	0,0008	0,0032	0,0064	0,0004	0,0016	0,0032
	Кінцевий створ	140	25	67	14,4	0,0015	0,0062	0,0123	0,0008	0,0031	0,0062

q-це середня ордината гідромодуля для культури сівообігу в л\с·га.Визначати по підручнику Основи меліорації Наприклад, для хлопкового сівообігу q=1л\с·га. На основі даних таблиці 5.6 розраховуємо щільніссть забруднення:

-для розрахункового створу I

Д₁=0.36 ·10.205 ·31\7.8=0.296 мг\ м².

-для розрахункового створу а

Д _а=0.36·1 ·0.412 ·26\2.3=0.167 мг\м².

Середня щільність забруднення при поливі з каналу I-а буде

розраховуватися по формулі :

Д_сер=Д_П + Д_К \ 2 Кі \м², де

Д_П- це щільність забруднення в початку канала, тобто Д _I ;

Д_А – це щільність забруднення в кінці каналу, тобто Д_А ;

Таким чином Д_СЕР =0.296 + 0.167 \ 2 = 0.232 мг\ м².

Визначити щільність забруднення в усіх точках поливу,а дані

розрахунків середньоі щільністі забруднення при поливі з інших каналів при будь-яких значеннях параметрів d, lo, lm/lo , а результати звести в таблицю5.7.

Таблиця 5.7

Середня щільність забруднення при поливі водою забрудненою ОР зарин.

Індекс зрошувального каналу	Параметри
	0.1	0.4	0.8
1-а	0.029	0.116	0.232
2-в	0.032	0.064	0.128
3-с	0.012	0.049	0.099
4-d	0.005	0.021	0.043
5-e	0.007	0.030	0.060
6-h	0.010	0.040	0.080

Аналогічні таблиці складають при інших значеннях d і lo. Складанням цих таблиць закінчується прогностична оцінка можливої хімічної обстановки у системі.

Далі переходимо до власної оцінки стійкості системи при застосуванні хімічних ОР.

Звірення значень концентрації зарина в воді для будь-яких створів із значенням допустимої концентрації дозволяє зробити слідуючи висновки.

На магістральному каналі використання води для комунальних потреб до створу 4 в мить проходження хмари забруднення недопустиме. Особливої уваги треба приділяти створу 3, де проходить забір води для потреб міста, розташованого на каналі. Як видно з табл.7, при прийнятих параметрах початкового осередку забруднення, забруднена зарином вода буде проходити через розглянутий створ на протязі 17,5 год. Резерв часу для проведення заходів по зменшенню небезпеки складає 27,5 год. від початку хімічного забруднення. Вода на ділянці 4-5 може бути використана для будь-яких цілей без проведення спеціальних заходів. Із співвідношенням середніх щільностей забруднення, утворюючих при поливі, з допустимою щільністю значить, що можна проводити полив на всіх ділянках за виключенням ділянок, які зрошуються з каналів 1-а і 2-в. При поливі ділянки з каналу 3-с виходить, що потрібно проявляти велику обережність, т. я. при поливі близь створу 3, де концентрація ОР має максимальне значення для ділянки, можливе створення щільностей забруднення більше, ніж допустимих. Таким чином, без проведення спеціальних заходів стійкість системи буде в даній мірі порушена. На основі даних прогностичного розрахунку створюється організаційні і інженерно-технічні заходи для підвищення стійкості роботи системи.

Б. Методика прогнозування забруднення води в каналах бактеріальними засобами. (БЗ)

Вихідні дані: