Основы расчетов, связанных с загрязнением водных объектов

2.1. Расчет пдс для водотоков

ПДС = С_ПДСq^’, г/час,

где С_ПДС – концентрация примеси в сточных водах, при которой в конкретных условиях водоотведения не превышаются нормы качества воды в расчетных (контрольных створах), г/м³;

q^’ – максимальный часовой расход сточных вод, м³/час.

Расчетные створы (для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования) находятся в 1 км выше по течению от ближайшего пункта водопользования. Для объектов рыбохозяйственного водопользования расчетные створы располагаются не далее чем в 500 м от створа сброса сточных вод.

С_ПДСi = n(ПДК_i - С_фi) + С_фi,

где n – кратность общего разбавления; n = n_нn₀ (n_н – кратность начального разбавления; n₀ – кратность основного разбавления; при решении задач значение n_н принимается равным единице);

С_фi – фоновая концентрация примеси в водном объекте выше сброса сточных вод, г/м³.

,

где  - коэффициент смешения, q – расход сточной воды, м³/с; Q - расход воды в водотоке (минимальный расход 95%-ной обеспеченности для наиболее маловодного месяца гидрологического года) м³/с;

L – расстояние по фарватеру от створа выпуска сточных вод до расчетного створа, м;

 - коэффициент, учитывающий гидравлические условия смешения:

,

где  - коэффициент извилистости реки,  = L/L_пр (L_пр – расстояние от створа выпуска сточных вод до расчетного створа по прямой);

 - коэффициент, учитывающий условия выпуска сточных вод,  = 1 (выпуск у берега) или  = 1,5 (выпуск в стрежень);

D – коэффициент турбулентной диффузии, м²/с,

D = (V_срh_ср)/200, где V_ср – средняя скорость течения реки и h_ср - средняя глубина реки на участке от створа выпуска сточных вод до расчетного створа.

Для приближенных расчетов принимают D = 0,005 м²/с (средние условия смешения, равнинные реки); D = 0,02 м²/с (интенсивные условия смешения, горные реки).

2.2. Расчет концентрации примеси Ср в произвольном створе

Из уравнения материального баланса примеси:

С_стq = C_p(Q + q) - C_фQ

,

где  - коэффициент смешения на участке от створа выпуска сточных вод до расчетного створа.

2.3. Определение приоритетных загрязняющих веществ и источников их сброса

При анализе совокупности источников сброса наиболее приоритетные загрязняющие вещества можно определить по максимальной величине отношения :

, где

Приоритетные источники сброса для определенных примесей устанавливаются по величине отношения . Источники с  0,05 – 0,1 из дальнейших расчетов можно исключить (незначительный вклад в загрязнение расчетного створа).

Примеры расчета

Задание № 1

В реку хозяйственно-питьевого и культурно-бытового использования сбрасываются сточные воды, содержащие соединения Cr (VI). Сброс происходит у берега (коэффициент извилистости  = 1,2) условия смешения средние (D = 0,005 м²/с). Ближайший пункт водопользования находится в 1,35 км ниже по течению от места выпуска сточных вод. Фоновая концентрация соответствует 0,3ПДК для водоемов рыбохозяйственного значения, Q = 56 м³/с, q^’ = 56 м³/час, С_ст = 56 мг/л.

Определить: кратность основного разбавления, концентрацию примеси в контрольном створе и:

- ПДС Cr (VI) в случае, если сброс происходит у берега ( = 1);

- ПДС Cr (VI) в случае, если сброс происходит в стрежень ( = 1,5);

- ПДС Cr (VI) при сбросе у берега и в стрежень в случае изменения вида водопользования на рыбохозяйственное (расстояние до расчетного створа при этом не меняется).