2. Выполнение работы

Оценить тепловое загрязнение на примере модельного города (рис.2).

1. Оценка теплового загрязнения атмосферы города.

Построить график по измеренным значениям температур в указанных точках при условии, что расстояние между точками при проекции на горизонтальную поверхность одинаково. Определить разницу температур (ΔТ) между сельской местностью и городом. Сделать выводы (рис.3).

Рис. 2. Схема точек измерения температур

Рис. 3. График изменения температур от сельской местности к городу

2. Оценка теплового загрязнения гидросферы на примере водохранилища модельного города.

На территории модельного города источником теплового загрязнения гидросферы является тепловая электростанция, которая сбрасывает подогретые сточные воды в близлежащее водохранилище. Такое водохранилище называют «водохранилище-охладитель». Охлажденная вода затем вновь используется на ТЭС.

Во избежание нарушения теплового режима водоемов запрещено повышение температуры водоемов более чем на 5 ^оС зимой и на 3 ^оС летом по сравнению с естественной температурой. Повышение температуры в водоеме зависит от удельной тепловой нагрузки от ТЭС.

Естественная температура – температура воды, которая устанавливается в неподогреваемом со стороны ТЭС водоеме под действием метеорологических и климатических факторов, характеризующих район водохранилища-охладителя.

Удельная тепловая нагрузка водохранилища-охладителя – расход тепла, приходящийся на единицу рабочей площади свободной поверхности водохранилища-охладителя (рис. 4).

Рис. 4. Схема температурных полей водохранилища охладителя:

Т₁>Т₂>Т₃>Т₄>Т₅

Рассчитать среднюю температуру воды водохранилища-охладителя по формуле:

, ^оС, (1)

где t_e – естественная температура водоема, ^оС (см. таблицу 1); S – удельная тепловая нагрузка на водохранилище, Вт/м², определяют по формуле (3); α_Σ – коэффициент суммарной теплоотдачи, Вт/(м²∙ ^оС):

, Вт/(м²∙ ^оС), (2)

где u – скорость ветра в м/с на высоте 2 м над поверхностью (см. таблицу 1).

Удельная тепловая нагрузка на водохранилище:

, Вт/м²_, (3)

где r = 1,2-1,5 для ТЭС – безразмерный коэффициент; N – мощность ТЭС, Вт (табл.1); F – площадь водохранилища, м² (см. таблицу 1).

Таблица 1

Показатели	Вариант
	1	2	3	4
Естественная температура водоема, оС	27,90	26,10	25,00	28,30
Скорость ветра в м/с на высоте 2 м над поверхностью	2,20	2,64	4,39	3,84
Мощность ТЭС, МВт	300,00	350,00	150,00	400,00
Площадь водохранилища, км2	4,00	3,95	9,43	3,00

Сравнить полученную температуру водохранилища-охладителя с естественной. Определить по рис.3 какие популяции водорослей будут активно расти при данной температуре водоема и вызывать вторичное загрязнение («цветение» воды) (рис. 5).

Рис. 5. Последовательность смены видового состава и формирования сообщества водорослей, вызываемая тепловым загрязнением (по Ф. Рамаду, 1981).

«Цветение» воды – массовое развитие фитопланктона, вызывающее изменение окраски воды, которая может быть зеленой (зеленые водоросли), сине-зеленой (зеленые и сине-зеленые водоросли), желто-бурой (диатомовые водоросли).

Нагретая вода нарушает биологическое равновесие водной системы. В ней, например, хуже, чем в холодной растворяется кислород. Пониженное содержание кислорода дает преимущество в развитии одним живым организмам по сравнению с другими. Но повышенная температура воды, поступающей от ТЭС, не остается все время одинаковой, она колеблется, поэтому, как только прекращается подогрев воды, страдают и эти новые, теплолюбивые виды. Тепловое загрязнение ведет к упрощению экологической системы: уменьшается продолжительность жизни, снижается репродуктивность особей и популяций. Быстрее вылупляются птенцы из яиц или мальки из икринок, но из-за недостаточности пищи погибают гораздо чаще.