Определение концентрации загрязняющих веществ в контрольном створе. Достаточное разбавление
На участке потока, загрязненном сточными водами, выделяется поток с максимальными концентрациями. Предполагается, что вещество консервативно, т.е. нет деструкции. Рассматриваемый метод применим при условии:
0,025 < Qст/Qр < 0,1 ,
где Qст - расход сточных вод, м3/ч;
Qр – расход воды в реке м3 /ч.
Cmax = Cф + Сст/n ,
где C max – максимальная концентрация ЗВ с учетом кратности разбавления n в КС, мг/л; Cф – фоновая концентрация ЗВ, мг/л; Сст – концентрация загрязняющих веществ в стоке, мг/л; n – кратность разбавления.
По методу Фролова введено понятие коэффициента смешения γ:
γ = (1- β)/(1 + (Qр/Qст) β);
где
β
=
γ- коэффициент смешивания, указывающий на степень полноты разбавления сточных вод;
е – основание натурального логарифма;
Lфарв – расстояние по фарватеру от места выпуска сточных
вод до контрольного створа, м;
α - коэффициент, учитывающий влияние гидравлических условий
смешения:
α
=
;
где ξ - коэффициент, зависящий от расположения выпуска сточных вод в водоток. При выпуске у берега он равен 1,0, а у стержня реки (у русла) – 1,5;
-
коэффициент извилистости реки:
= Lфарв/Lпр
;
где Lфарв – расстояние от места выпуска сточных вод до КС, измеренное по фарватеру;
Lпр - расстояние от места выпуска сточных вод до КС, измеренное по прямой.
Кратность разбавления и коэффициент смешения γ связаны следующей зависимостью:
n = (Qст + γ Qр)/ Qст .
Коэффициент турбулентной диффузии, являющийся основным па-
раметром при расчете перемешивания в потоках, вычисляется по формуле:
D= g H vср/M C .
где – g – ускорение свободного падения = 10 м3/с;
H – глубина реки;
Vср – средняя скорость течения, м/с;
С – коэффициент Шези;
М – коэффициент, зависящий от С.
Для равнинных рек расчет коэффициента турбулентной диффузии может быть проведен упрощенно:
D= H vср/200
Таблица - Значения M и N в зависимости от коэффициента Шези
-
C
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
M
13,0
16,5
20,0
23,5
27,0
30,5
34,0
37,5
41,0
44,5
48,0
48,0
48,0
N
13,0
25,2
40,8
59,9
82,6
109
139
172
209
250
294
318
343
Для приближенного вычисления расстояния до створа достаточного перемешивания предлагается следующая формула:
3
Достаточное разбавление - γ = 80 ÷ 99,9… %.
Определение предельно допустимого сброса загрязняющих веществ
(ПДС):
Смакс = Сф + Сст/n .
Исходя из условия ограничения для контрольного створа Смакс сравнивают со значениями ПДС:
(ПДС – Сф) n = Сст или
ПДС = Qст (ПДК – Сф) n .
Исходные данные для примера, у кого вымышленный объект и город Река «Н» в городе «Н».
-
Исходные данные
1
2
3
Расстояние по фарватеру до контрольного створа, м Lфарв
900
925
950
Расход стока Qст, м3/с
100
110
120
Расход воды в реке Qр, м3/с
3000
3030
3060
Контрольное соотношение
Qст/Qр
0,033
0,036
0,039
Концентрация загрязняющих веществ в стоке, мг/л Сст
10
12
14
Фоновая концентрация Сф
загрязняющих веществ, мг/л,
0,005
0,0055
0,0065
Средняя скорость течения, Vср м/с
2
2,1
2,2
Расстояние до контрольного створа по прямой, м, Lпр
820
834
847
Коэффициент Шези С
30
30
30
Коэффициент М
27
27
27
Глубина Н
12
12,5
13
ПДК загрязняющих веществ, мг/л
0,1
0,2
0,3
Расстояние до пляжа, м
900
925
950
Если данные расчеты проводились в другом разделе диплома, то делаете ссылку на раздел и описываете только конечные показатели.