54. Максимальний стік та його характеристики.

Стік води –одночасно і процес стікання води в річкових системах, і характеристика кількості води, що стікає. Стік води – один із найважливіших фізико-географічних і геологічних факторів; вивчення стоку води – головна задача гідрології суші.

Формування стоку річок. Стік утворюється внаслідок випадання опадів або танення снігу й льоду. Стік, який спостерігається на поверхні землі, називаєтьсяповерхневим стоком. У різних ландшафтних зонах співвідношення між поверхневим і підземним стоком неоднакові. Так, у лісовій зоні значні маси води просочуються в глибину, підвищують рівень ґрунтових вод і створюють сприятливі умови для дренування цих вод річковою мережею. У степовій зоні значна частина дощових і талих вод збігає по поверхні землі в річкову мережу, тобто поверхневий стік перевищує підземний.

Максимальний стік – підвищений стік води в річці у вигляді повеней або дощових паводків [7]. Максимальний стік формується в результаті надходження талих снігових і льодовикових вод або за рахунок дощів. Причому на річках з переважанням снігового живлення можливі максимуми від снігу і від дощу, тоді як на річках в основному дощового живлення – лише від дощу. Величина максимального стоку при інших однакових умовах залежить від інтенсивності сніготанення і сили дощу, величини втрат вологи на просочування й акумуляцію, розмірів площі, охопленої одночасно сніготаненням або дощем. Зменшують величину максимального стоку поширені у басейні річки ліси або озера. На річках України (великих і середніх) найбільші витрати води спостерігаються під час сніготанення в період весняної повені, а на малих річках може переважати максимальний стік дощових паводків. На річках Закарпаття бувають паводки змішаного походження – снігово-дощові.

55. Основні методи розрахунку розводження стічних вод у річках.

Розведення стічних вод - це процес зменшення концентрації домішок у водоймах, викликаний перемішуванням стічних вод з водним середовищем, в яку вони випускаються. Інтенсивність процесу розбавлення кількісно характеризується кратністю розбавлення:

 (15.14)

де С ₀ - концентрація забруднюючих речовин в випускаються стічних водах; З _в і С - концентрації забруднюючих речовин у водоймі до і після випуску відповідно.

У проточних водоймах з направленим плином кратність розведення в розрахунковому створі ін визначається за формулою

 (15.15)

де m - коефіцієнт змішання, що показує, яка частина витрат води у водоймі бере участь у змішуванні; q - об'ємна витрата стічних вод, що скидаються у водоймище з об'ємною витратою води Q.

За умови повного перемішування стічних вод концентрація домішок у водоймі в довільний момент часу дорівнює

 (15.16)

де  - період повного обміну води у водоймі; V - об'єм водойми; Q _n - втрати витрати води у водоймі без виносу домішок.

Взаємозв'язок між санітарними вимогами до умов спуску стічних вод у водойми, т. Е. Відповідність складу і властивостей води водоймища, яке використовується для водокористування, встановленим нормативам, і необхідним ступенем очищення стічних вод перед спуском їх у водойму в загальному вигляді виражається формулою

 (15.17)

де С _ст - концентрація забруднення (шкідливої речовини) стічних вод, при якій не будуть перевищені допустимі межі; q - витрата стічних вод, що надходять у водойму; З _р - концентрація цього ж виду забруднення у воді водойми вище місця випуску розглянутого стоку; Q - витрата води у водоймі; З _п.д - гранично допустимий вміст забруднення (шкідливої речовини) у воді водойми.

Коефіцієнт змішання т залежить від багатьох факторів: конструкції випуску, відстані до розрахункового створу, гідравлічних і гідрологічних параметрів водойми.

Перетворюючи формулу (15.17), можна отримати значення З _{ст, т. Е. Величину концентрації забруднення (шкідливої речовини) у стічних водах, яка повинна бути досягнута в результаті їх очищення та знешкодження:}

 (15.18)

Умови змішання стічних вод з водами озер і водосховищ значно відрізняються від умов змішання в річках.

Концентрація домішок значно зменшується в початковій зоні змішання, але повне перемішування відбувається на значно більшій відстані від місця випуску, ніж у річках. Крім того, змінюються в часі напрямок і значення швидкості руху повітря над озерами і водосховищами переносять забруднення в різному напрямку від місця випуску.

При розрахунку необхідного ступеня очищення стічних вод, що спускаються в непроточні водойми, в розрахункові формули (15.3), (15.6), (15.9), (15.10), (15.12) і (15.13) замість виразу mQ / q [див. формулу (15.15)] вводиться вираз n - 1, і вони набувають наступний вигляд:

1) гранично допустима концентрація забруднення (шкідливої речовини) в спускаються стічних водах

 (15.19)

де С _в - концентрація забруднення (шкідливої речовини) у воді непротічних водойми;

2) концентрація зважених речовин у спускаються стічних водах

 (15.20)

3) допустима величина БПК _повн в спускаються стічних водах

 (15.21)

де L _в - БПК _повн води в непроточні водойми до скиду стічних вод; k _в - константа швидкості споживання кисню у воді непротічних водойми;

4) допустима величина ЕПК _повн в спускаються стічних водах по розчиненого у воді кисню

 (15.22)

де C ₀ - концентрація розчиненого кисню у воді непротічних водойми до спуску стічних вод; З ₀ - ГДК розчиненого кисню, яка повинна бути в розрахунковому створі після спуску стічних вод;

5) допустима максимальна температура в спускаються стічних водах

 (15.23)

де Т _в - розрахункова температура у воді непротічних водойми до спуску стічних вод;

6) допустимий вміст кислоти або лугу в спускаються стічних водах

 (15.24)

 (15.25)

56. Основні види динаміки водних мас і їх екологічне значення.

Хвилі. Частки води, що беруть участь в хвилевому русі здійснюють коливання по орбітах і одночасно пересуваються у вітровій течії і перемішуванні.

Вища точка хвилі називається гребнем. Хвилі характеризуються розмірами , формою, швидкістю орбітального руху часток, швидкістю поступального руху хвилі та періодом.

Розміри вітрових хвиль залежить від швидкості вітру , тривалості його дії , разгону хвилі. При збільшенні швидкості вітру і разгону , хвилі збільшуватимуться. Основна причина виникнення хвиль в озерах є дія вітру на поверхневий шар води. Течії. Течії озеро видних водоймищ поділяються на дрейфові(виникають під дією вітру на поверхню води) та гравітаційні (викликаються горизонтально складовою сили тяжіння ). Нахил поверхні може зумовлюватися стоком в озеро або з нього , вітровим нагоном, різницею атмосферного тиску над ділянками озера, неоднаковою густиною води. на течії впливають глибини і рельєф дна водоймищ., сила внутрішнього тертя, сила інерції, сила каріоліса, відцентрова сила.

Вітрові (дрейфові) течії виникають під впливом тертя вітрового потоку об поверхню води і тиску вітру на навітряні схили хвиль.