Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

Кафедра геоэкологии

РГЗ №1

По дисциплине: Экология

^{(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)}

Тема: Методы моделирования пространственного

загрязнения наземных водотоков

Выполнил: студент гр. ТПР-09 Алексеев А. С.

^{(шифр) (подпись) (Ф.И.О.)}

Проверил: доцент Мовчан И.Б.

^{(должность) (подпись) (Ф.И.О.)}

Дата: « » 2013 г

Содержание

1 Решение задач по загрязнению сточных вод

Работа промышленных предприятий связана с потреблением воды. Вода используется в технологических процессах, вспомогательных или входит составной частью выпускаемой продукции. При этом образуются сточные воды, которые подлежат сбросу в близ лежащие водные объекты.

Сточные воды можно сбрасывать в водные объекты, при условии соблюдения гигиенических требований применительно к воде водного объекта в зависимости от вида водопользования.

При сбросе сточных вод в водные объекты нормы качества воды водного объекта в расчетном створе, расположенном ниже выпуска сточных вод, должны соответствовать санитарным требованиям в зависимости от вида водопользования.

Нормы качества воды водных объектов включают:

общие требования к составу и свойствам воды, водных объектов в зависимости от вида водопользования;

перечень предельно допустимых концентраций ПДК нормированных веществ в воде водных для различных видов водопользования.

В расчетном створе вода должна удовлетворять нормативным требованиям. В качестве норматива используется предельно-допустимая концентрация – ПДК.

Все вредные вещества, для которых определены ПДК подразделены по лимитирующим показателям вредности ЛПВ (лимитирующий признак вредности). Принадлежность веществ к одному и тому же ЛПВ предполагает суммацию действия этих веществ на водный объект.

Для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования отвечают три ЛПВ: санитарно-токсикологический, общесанитарный и органолептический.

Для рыбохозяйственных: санитарно-токсикологический, токсикологический, рыбохозяйственный, общесанитарный, органолептический.

Вещества, концентрация которых изменяется в воде водного объекта только путем разбавления, называются консервативными; вещества, концентрация которых изменяется как под действием разбавления, так и вследствие протекания различных химических, физико-химических и биологических процессов – неконсервативными.

Процессы, изменяющие характер веществ, поступающих в водные объекты, называют процессами самоочищения. Совокупность разбавления и самоочищения составляют обезвреживающую способность водного объекта.

В данной работе рассматриваются методы моделирования загрязнения в программах Surfer и MatLab, а также приведены расчеты параметров и рассмотрены меры по разбавлению или снижению загрязняющих веществ.

1.1 Расчет разбавления в водотоках и водоемах. Пример 1

Определить кратность разбавления сточных вод в расчетном створе по условиям изложенным выше. При этом, считать водоток водным объектом рыбохозяйственного водопользования первой категории.

Таблица 1

Решение

Таблица 2

q – максимальный расход сточных вод [м³/с]

Q – расчетный минимальный расход воды водотока в контрольном створе, [м³/с]

Н_ср – средняя глубина на этом участке, м

Vср – средняя скорость течения водотока на интересующем нас участке между нулевыми расчетными створами, м/с

C – коэффициент Шези, м^1/2/с

L = 3000 – 1000 = 2000 м – расстояние по фарватеру водотока от места выпуска до расчетного створа, [м]

D – коэффициент турбулентной диффузии.

М – коэффициент, зависящий от С.

При условии: 10С60, М = 0,7С+6, при С60 М = 48 = const.

Определим коэффициент турбулентной диффузии по выражению (1.1)

D = (1.1)

Поскольку выпуск береговой, а извилистость русла слабо выражена, то по выражению (1.2) определим:

(1.2)

 – коэффициент, зависящий от гидравлических условий смешения:

 – коэффициент, зависящий от рсположения выпуска сточных вод в водоток

• при выпуске у берега  = 1

• при выпуске в фарватер  = 1,5

 = 1 – коэффициент извилистости водотока, т.е. отношению расстояния между рассматриваемыми створами водотока по фарватеру к расстоянию по прямой

g = 9,8 м/с² – ускорение свободного падения

Для вычисления коэффициента смешения по выражению (1.3), предварительно вычислим:

(1.3)

(1.4)

γ – коэффициент смешения, показывающий, какая часть воды водотока участвует в разбавлении

В практике расчетов используют понятие – кратность разбавления. Кратность разбавления в водотоке у расчетного створа выражается зависимостью:

n = (1.5)