Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Зак, Г. Л. Самоочищение водоемов основы рационализации гидрологических и санитарно-технических расчетов

.pdf
Скачиваний:
11
Добавлен:
29.10.2023
Размер:
7.62 Mб
Скачать

выше температуры воды.

Время протока воды составляет

26000

1 КЛ

и

—-—=1,54 суток. Наконец, дефицит кислорода в на-

0,195 X 86400

чальной точке равен 10,09 мг/л.

Если бы на данном участке р. Уводи взвесь не отлагалась бы совершенно, то дефицит кислорода в конце участка -можно было бы определить по уравнению (53):

0J2L2L^(10 -0.121X1.54 _ 10-0.895X1.54) - 9 320 мг!л, 0,895- 0,121

При таком дефиците количество кислорода в конечной точке у с. Чаново было бы равно 10,09—9,32 — 0,77 мг/л, вместо факти­ ческого 0,14 мг/л. Суточный избыток кислорода составлял бы

в этом случае (0,77—0,140) 2,39X86,4 = 0,63X2,39X86,4 = 130 кг-

Это количество кислорода и идет на окисление продуктов распа­

да взвеси.

показатель

продуктов

распада — [3>

 

Кислородный

может

быть найден из

уравнения 74 500(3 = 130,0, откуда Р=- 1g 130,0 _

 

 

 

 

 

1g 74 500 ~

= 0,430,

что соответствует коэффициенту

турбулентной

диффу-

зии г= 0,00 130,

найденному ранее.

 

Занга.

 

В следующем примере

рассматривается р.

Расход

воды в реке — 26,5 м^/сек при температуре воды

12,0°;

средняя

скорость

движения воды — 1,18 м/сек.

Ширина

реки — 50 м.

Исследуемый участок имеет протяженность 16 км.

Количество взвешенных веществ, отлагающихся на данном участке, составляло 114,0—76,4 = 37,6 мг/л. Пятисуточная БПК

в начальном пункте 8,32 мг/л-, там же растворенного кислорода

8,08 мг/л,

а в конечном — 7,93 мг/л.

величину

 

коэффициента

Соответствующие подсчеты

дают

 

турбулентной диффузии е = 0,00555.

 

 

 

 

 

При указанной выше температуре воды константа скорости

потребления

кислорода

(см.

приложение

VIII)

К, = 1,5Х

Х0,0712 = 0,1063;

константа реаэрации по номограмме

(см. при­

ложение

XXVII)

/<2 = 2,78, а

с

поправкой

на

температуру

/<2 = 0,89X2,78 = 2,48. Полная

БПК в

начальной

точке

будет

равна

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БПК = -—------ = 11,8 жг/л.

 

 

 

 

 

 

1

- 10 - 0.1063

Х5

 

 

 

 

 

Дефицит кислорода в начальной точке при имеющейся тем­

пературе

10,69—8,08 = 2,61

мг/л, а

в

конечной

точке

равен

10,69—7,93 = 2,76 мг/л.

 

 

 

 

 

 

 

 

Если не учитывать донных отложений,'то дефицит кислорода

в конечной точке при времени протока----- — = 0.157

суток

 

 

 

 

 

 

 

1,18 х 8640

 

ХЮ-°’39=

будет ДДй63 л 774(1П~0'1С63х 0'157 - 10-2'48х°'157) V 2,61

2., Яо — v. 1Обо

кислорода в конечной

 

 

 

= 1,354 мг/л.

Количество

точке

в этом

89

случае было

бы 10,69—1,354 = 9,336 мг/л, вместо 7,93 мг/л,

имеющихся в

натуре.

 

 

 

 

 

Избыточное количество кислорода, расходуемое на окисление

продуктов распада

донных

отложений,

составляет

(9,336—

—7,93) X 26,5X86,4 = 3220 кг.

 

 

 

 

Суточное количество

осаждающейся

взвеси

равно

37,6 X

X26,5X86,4 = 86 000

кг.

Потребность в кислороде

нерастворен-

 

86 000 X 77

 

~

 

 

 

ных веществ---- --------- = 6600

кг О2 в сутки.

 

 

При времени накопления осадка 120 дней потребность в кис­ лороде всех скопившихся за указанный срок отложений равна

—Ёбоо— / j--------- 1--------\

= 320 000 кг

2,3X 0,008 I

1Оо,008x 119 I

 

Кислородный коэффициент продуктов распада определяется

из уравнения 320 000

[3 = 3220, откуда

= 0,63 при соответст­

вующем ему коэффициенте турбулентной диффузии е = 0,00555

В последнем примере рассматривается р. Кура при рас­ ходе воды 107 мР/сек, температуре воды 4° С и скорости течения 1,10 м!сек. Расчетный участок при средней ширине 47 м, протяженностью 27,9 км; вода протекает за 0,295 суток. Коли

чество отлагающихся взвешенных веществ на 6 мг/л.

Начальная пятисуточная ВПК воды 8,05 мг/л, а количество

растворенного кислорода в начальной точке равно

10,98

м.г/л;

то же, в конечной 11,5 мг!л.

 

 

 

 

 

 

 

Константа скорости потребления кислорода при

рассчитьг

ваемой

температуре

К\ = 1,5 X 0,049 = 0,0738,

а

константа

реаэрации /(2 = 6,457.

Полная ВПК в начальной

точке

будет

------------------=14,0 мг/л. Дефицит кислорода

в

начальной

точ-

j qO,0738 X 5

 

 

 

 

 

 

 

 

ке равен

12,9—10,98 = 1,92

мг/л, в конечной — 12,9—11,50 =

= 1,40

мг]л.

 

 

 

 

 

 

 

 

Если осаждения взвеси не учитывать, дефицит кислорода

в

конечной точке будет

* 14 °

(i 9-0,0738x0,295 _ ю-6’457*0'295)

-|-

 

 

 

6,000

В этом случае количество раство­

4- (1,92 X 10-6’457х°-295) = 0,134.

ренного кислорода в

конечной точке 12,90—0,134 = 12,766

мг/л,

вместо существующих 11,5 мг[л.

 

 

 

 

 

 

Разница в кислороде, равная 12,766—11,50=1,266 мг/л, или

за сутки

1,266X 107,0X86,4 = 11,700 кг.

 

 

 

 

 

Количество выпавших осадков равно около 4,5 мг/л, что со­

ставит ,в

сутки 4,5X107X86,4 = 41 500 кг. Суточная потребность

взвеси

в

 

41 X i-Oil X 77

conn а

т-т

количестве

кислороде---------- -------

= 3200,0 /сг.

При

90

дней накопления донных отложений 120 потребность в кислоро­ де нерастворенных веществ, скопившихся за указанный период,

будет равна -———

( 1-------------------\ — 154000 кг.

2,3 X 0,008

1

1Оо,оо8х12о

Выделяющиеся ив донных отложений продукты распада бу­

дут потреблять избыток кислорода. Находим его из уравнения

162 000 0=11 700, откуда 0 = 0,79.

Соответствующие расчеты в данном случае дают коэффици­ ент турбулентной диффузии е = 0,0147.

Результаты трех примеров распада сводятся в следующую таблицу (см. табл. 16).

 

Таблица 16

Названия рек

Коэффициент г Коэффициент £

Уводь .........................................................

0,00130

0,43

Занга ........................................................

0,00555

0,63

Кура.........................................................

0,01470

0,79

При построении по данной таблице графика зависимости ки­ слородного показателя продуктов распада от коэффициента турбулентной диффузии (см. приложение XXXIII) получается прямая линия.

16. Определение показателя БПК ,

Приведенные выше соображения и расчеты баланса кисло­ рода, определяющие процессы самоочищения сточных вод в во­ доеме, указывают на возможность нахождения некоторых невыявленных параметров по совокупности остальных известных ве­ личин. По такому же принципу можно определить показатель БПК и зависимость его от коэффициента турбулентной диффу­

зии.

Вновь используются материалы по режиму ряда рек, рас­ смотренные нами выше.

Рассмотрим р. Оку на участке шириной 42 м при расходе во­

ды 3,40 м3/сек, температуре воды 20,3° С.

Время протока во­

ды— 0,114 суток, а скорость — 0,07 м/сек,

БПК в начальной

91

точке—7,09 лгг/л, в конечной — 6,59 мг/л-, концентрация осаж дающихся веществ—12,0 мг1л при их БПК—77 мг/л.

По аналогии с ранее приведенными 'расчетами находим ко­ эффициент турбулентной диффузии е = 0,00062. Полная су­ точная БПК в начальной точке будет 7,09Х3.4ОХ86,4 = 2080 кг,

а в конечной точке 6,59X3,4X86,4 = 1930 кг. Без учета взвеси полная суточная БПК в конечной точке была бы, согласно фор­ муле,

 

 

2080

 

 

оппп

кг О, в сутки.

 

 

 

 

 

 

-------------— =

2000

 

 

 

 

 

 

jqO.152

X

0.114

 

2

 

J

 

 

 

 

 

Количество взвеси

равно

12,0X3,4X86,4 = 3520 кг/сутки. При

БПК взвеси 77 г/кг суточная БПК взвеси

3520x77

 

-

 

кг.

“— — 271,0

На основании уравнения

(60)

можно написать:

2080—1930 =

= 2080—2000 + 27П

откуда

у =0,76. Причем показатель БПКТ

будет соответствовать

коэффициенту

турбулентной

диффузии

8 = 0,00062.

пример — участок в 55 км у р.

Дон.

Расход воды в

Второй

реке—23,35 м3/сек; средняя температура воды

17,6° С. Ско­

рость протока — 0,43

 

м/сек,

ширина реки — 58

ж;

БПКэ в

на­

чальной точке — 2,25

мг/л, в

конечной—0,65 мг/л.

Концентра­

ция взвеси,

отлагающейся на указанном участке, 11 мг/л.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

25

 

Полная БПК в начальной точке будет равна --------

■’— ------

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

доО,134x5

 

2,87 мг л. То же,

в конечной точке

 

= 0,828. Суточ-

 

 

 

 

 

 

 

 

1 — —

 

 

 

 

 

ная БПК в

 

 

 

 

 

 

 

 

10°

 

 

 

 

 

начальном створе равна 2,87X23,35X86,4 = 5750

кг\

го же, в конечной точке 0,828x23,35x86,4=1660 кг.

 

 

 

Продолжительность

протока

воды

на

указанном

участке

при средней скорости о = 0,425

м/сек

будет равна

t = I ■ v —

55 х КИЮ

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

—------------------- =1,49 суток.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,425 X 80X

400

 

 

J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если бы взвеси на данном участке не выпадало, то полная

БПК в конечной точке была бы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5750,0

 

одсп

 

в сутки.

 

 

 

 

 

 

 

---------------— 3660 кг О,

 

 

 

 

 

 

 

j0.0,134X1.49

 

 

2

 

1

 

 

 

 

 

Суточное количество

взвеси

11,0X23,35X86,4 = 22 100

кг,

а

БПК ее равна

2200 У 77

 

 

 

 

 

Из уравнения

 

---- =1700 кг О2 в сутки.

3660—1660 = 2000= 17001

найдем кислородный показатель осаж­

дения y = 1,023, который соответствует в данном случае коэффи­ циенту турбулентной диффузии е = 0,00328.

92

Все приведенные здесь расчеты относились к ре,кам цент1

ралыюй России. В целях учета разнообразных условий два пос­ ледних примера взяты для рек южных областей Союза.

Упомянутая ранее р. Занга имеет значительный уклон, что

увеличивает турбулентность

потока.

5,8° С, ши­

Расходы воды в реке—19,3 мъ/сек, температура

рина реки — 50 м, средняя

скорость протока—0,91

м/с-ек. Ис

следуемый участок протяженностью 12 км имеет ВПК воды в начале 5 мг/л, в конце—1 мг/л. Концентрация оседаемой взве си 40 мг/л. Время протока воды 0,153 суток.

По расчету коэффициент турбулентной диффузии равен

0,00413, что значительно превосходит этот показатель во всех предыдущих случаях.

ВПК в начальной точке будет равна

 

5 0

 

 

 

--------- ---------=8,4 мг{л,

 

 

 

 

 

 

 

 

1— jqO.078 X 5

 

 

а в

конечной

--------—— = 1,68 мгл.

Суточная

ВПК

в

 

 

 

~~

■] qO.078 У 5

 

 

 

 

 

 

 

начальном створе

8,40X19,3X86,4 = 14 000

кг.

в

конечном —

1,68

19,3X86,4 = 2800

кг.

Без учета

взвеси в

реке

суточная

БПК

в

конечной

точке

составит---------------

= 13 600 кг.

Су-

 

 

 

 

 

 

 

100,078X0,153

 

 

 

J

точное

количество

взвеси

40,0 X 19,3 X 86,4 = 66,300

кг,

а ее

I? n TZ

Л

 

 

66 х 300 X 77

Г 1

ЛА

кг

ГЛ

 

 

БПК

 

будет

равна------ -----------

= 5100

О2 в сутки.

Показатель

БПК

определяется

из

 

уравнения:

13600—

. —2800=10800 = 5100',

откуда7 = 1,08 при соответствующей ве­

личине е = 0,00413.

Вкачестве последнего примера рассмотрим р. Куру.

Температура

воды

в

реке

равна

13,3° С,

расход

воды —

107,0 м?/сек

 

при

средней

скорости

течения

 

воды

1,20 м/сек:

ширина

реки — 47

м,

а

 

длина

участка

 

27,9 км. БПКй

в начальной точке 8,05 мг/Л,

в

конечной — 3,2

мг/л.

Количество

взвеси в воде на исследуемом участке равно около 4,5 мг)л.

Коэффициент

турбулентной

диффузии

g

= 0,01490,

что в

значительной степени больше, чем в предыдущем случае.

БПК в начальной точке с учетом температуры воды

равна

8.05

,

,

о

 

мг л.

1о же, в

конечной точке

 

3,2

--------- j------

= 11,2

 

——лт7Г~ —

|0O,11 X 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— 4,46 мг/л.

Исследуемый

участок

вода

пройдет

за время

/ = 7.:п =---------------= 0,269

суток. Сеточная

БПК в

начальной

 

1,20 X 86400

 

 

 

 

 

то же. в конечной

точке равна

 

11.20X107,0X86,4=103800 кг:

93

точке 4,46X107,0x86,4 = 41200 кг

Без

учета взвеси суточная

БПК в конечной точке была бы равна

—-03800— = 96 800 кг.

 

 

r

 

|q0,11XO,269

Суточное количество взвеси будет равно

4,5X107,0X86,4 =

= 41 500 кг, а

ее суточная

БПК------------------

-=3195 кг.

Показатель

БПК находим из

уравнения

103 800—41 200 =

= 103 800—96 800 + 3 1957,. откуда

у — 1,35.

 

Найденные здесь зависимости

у от е на логарифмической

сетке (см. приложение XXXII) дают прямую линию.

 

Глава восьмая

 

 

ПРОГНОЗ КИСЛОРОДНОГО РЕЖИМА В ВОДОЕМАХ

17. Гидрологические расчеты кислородного режима

Предшествующие главы

имели

определенную цель—нако­

пление материалов, позволяющих

выявить зависимость между

рядом параметров, входящих в расчет сложного процесса само­ очищения водоемов, а также нахождение абсолютных значений

этих параметров.

Однако основное назначение данной работы заключается в- умении дать прогноз самоочищения водоема на основе парамет-

ров, имеющихся в начале процесса.

Попытаемся найти соответствующую методику расчетов на.

примерах водоемов, гидрологический и кислородный режимы ко­ торых здесь уже приводились.

Расход в р. Днепре, на участке ниже г. Смоленска, был равен

23,35 мЧсек; длина участка—55 км, средняя скорость протока

воды — 0,425

м/сек, время протока — 1,49 суток,

температура

воды 17,6° С;

количество выпадающей взвеси— 11

мг/л. Началь­

ная БПК воды 2,87 мг/л, а содержание растворенного кислоро­ да — 9,35 мг/л. Требуется найти конечную БПК воды и содержа­ ние в ней кислорода.

Суточное количество выпадающей взвеси будет равно

11,0X23,35X86,4 = 22100 кг, а

ее

биохимическая потребность в

2з 100 х 77

.

кислороде достигает--- —~----- =

1700 кг О2 в сутки.

Без учета взвеси полная БПК в конечной точке определялась

бы по уравнению ■—пд 49

= 1,81 мг/л. Фактически же БПК

воды в конечной точке будет меньше вследствие поглощения взвесью части кислорода из воды. Без учета взвеси количество кислорода в конечной точке определилось бы по уравнению (53)

дефицита кислорода. При начальном дефиците кислорода 9,62—

—9,35 = 0,27 мг!л, коэффициентах Ki = 0,134 и /<2= 1,76, получим

9 — °-134 X 2,87 -0,134X1.49_ 1 о—1,76х 1,49) + 0 27 X Ю-1'76х1’49 =

*1,76-0,134 V

94

— 0,6283 мг/л. В этом случае количество кислорода в конечной точке было бы равно 9,62—0,63 = 8,99 мг/л.

Дефицит кислорода в конечной точке определялся из уравне­

ния

(61)

513 = (0,6283— DB )

23,35X86,4,

или 0,6283 — DB =

= 0,254,

откуда

1~>б =0,628—0,254 = 0,374.

Количество кислоро­

да в

конечной

точке реки

будет равно

Os =9,62—0,374 =

= 9,246 мг/л, вместо 9,26 мг/л в натуре. Таким образом, указан­

ные величины почти совпадают. Водоемы, ранее рассмотренные

ской части СССР, в основном к ее центральному району и от­ части к Кавказу.

Хотя расходы воды находи­

лись в широких

пределах

(от

 

 

0,275

до

250,0 м3/сек),

а

ха­

 

 

рактер

водоемов

по

своим

 

 

гидрологическим,

 

химическим

 

 

и

биологическим

 

свойствам

 

 

был весьма разнообразен, хо­

 

 

телось

бы рассмотреть

водоем

 

 

с

совершенно

своеобразным

 

 

режимом

и

расходами

воды.

 

 

Таким

 

водоемом

 

является

 

 

р.

Обь

у г. Новосибирска,

 

 

подробно

обследованная

Ин­

 

 

ститутом

коммунальной

гигие­

 

 

ны

и

местным

Санитарным

 

 

институтом

[16].

 

 

 

 

 

 

 

 

На р. Оби—большое число

 

 

протоков,

островов

и перека­

 

 

тов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Характерная

 

особенность

течения и

изменчи­

.реки — относительно

небольшие скорости

вость

фарватера под

влиянием весенних

паводков.

Протекая

среди берегов и островов с рыхлыми породами, р. Обь все время их разрушает. Исчезновение островов и образование новых— постоянное явление.

Расход воды в реке подвержен весьма резким колебаниям:

минимум в зимние месяцы (декабрь — март) 400 м3/сек-, в поло­

водье же (середина мая) — до 6 300 м/сек.

Новосибирск расположен по обе стороны р. Оби. Притоки ее в районе города: Иня, Камышинка, Плющиха, Каменка, две Ельцовки, Тула (рис. 19).

Почвы, на которых расположен город, представляют собой полосу подзолов, под ними лёссовидные суглинки и супеси, кото­ рые в свою очередь лежат на гранитном основании, имеющем многочисленные выходы на берегах Оби и ее притоков. Эти вы­ ходы обычно совпадают с выходом грунтовых вод.

95

Изрезанность города оврагами приводит к тому, что как есте­

ственные, так и

промышленные стоки перехватываются этими

оврагами и попадают в одну из речек, а затем в Обь.

Рассмотрим

случай,

когда расход ,р. Оби был равен

1452,0 мъ/сек при температуре воды 1,5° С. Выбран'ный участок

был ниже пункта полного

смешения сточных вод города с -реч­

ной водой. Длина участка — 7430 м. Количество свободного кис­

лорода в начальной точке равно нулю, а БПК — 902,0 мг/л, ко­ личество взвеси — 565,0 мг/л. Задача состоит в определении ос­

новных параметров в конечной точке участка.

протока воды

 

При -ширине

реки 650 м и

средней скооости

 

0,82 м/сек живое

сечение реки

.

 

равно

1452,0

 

1//0

лг

9

;

будет

 

Q

 

 

средняя глубина

 

1770

2,725 м; гидравлический радиус

 

потока---- =

 

1770

 

_

 

 

650

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

коэффициент С—

2,7,/« = 39,3.

 

 

 

 

 

---- = 2,7 м;

 

 

 

 

 

655

 

 

 

 

 

 

 

1000 x 0,823

п ,

 

 

 

 

Мощность потока равна

 

 

 

при-

—---------- = 0,357 ",кги*

/сек/м,

 

 

 

 

 

 

 

39,З2

 

 

 

 

 

 

 

 

донная скорость 0,1 X 0,821/I’04-*

39,3

= 0,232 ,и'сек;

сила потока

0Д57

.

с.

.

,

'

2,7X0,82

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

концентра-

 

——— =

1

,о4

кг]М-.

Для определения потенциальной

 

0,2о2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ции взвеси в начальном сечении подсчитаем количество воды,

протекающей на 1 км пути. Оно будет равно при времени про­

тока у” =1220 сек.

1452X1220=1770000 м3.

Количество взве-

си вместе с водой составит 1,54Х65ОХ 1000= 1

000 000 кг. Потен-

циальная концентрация взвеси

будет равна

—о ооо = ^^ мг/л,

что совпадает с

фактическим содержанием взвеси.

 

Коэффициент количества движения потока равен: 18,5Х0,03Х

X 39,3 = 21,8, а

коэффициент

турбулентной

диффузии $ =

_

9,81 X 2,725 X 0,82

nmOQn

 

 

-----------------------------

= U,UlZoU.

 

 

 

2x21,8x39,3

 

 

 

Такой же расчет производится для конечного сечения. При ши­ рине русла около 900 м и средней скорости течения 0,34 м/сек,

живое

сечение

составит

1452,0

= 4260ж2,

 

средняя

глуоина

---------

 

4260

. -7 Л

 

0,34

 

4260

 

 

 

гидравлический

радиус

= 4,70 м,

а

коэф-

-- = 4,/4.и,

909,5

фициент С= 2~х 4170‘- = 42,85.

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент количества движения is этом случае будет pa­

вен 18,5X0,03X42,85 = 23,8, а коэффициент

турбулентной

диф-

,

9,81X4,74X0,31

0,00777.

 

 

 

 

 

 

фузии

———--------- — =

 

 

 

 

 

 

 

2 X 23,8 X 42,85

 

 

 

 

 

 

 

96

..

 

 

составляет

1000 x 0,343

ллл1,

,

, ,

Мощность потока

-----------—

= 0,0214 кгсек>м2.

 

 

 

 

 

 

 

42,852

 

 

'

 

Придонная

скорость

равна

0,1

X 0,34

I/ —--------—-----

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г

4,7X0,34

 

= 0,103 м/сек,

а придонная сил а

 

= 0,2085 кг/м2.

 

 

Количество

воды

на 1

км при

времени протока

0,3+

=

= 2940 сек.

Тогда weod = 1452,0 X 2940 = 4 250 000 м\

 

 

 

Количество извеси,

 

находящейся в этой воде,

будет равно

0,2085X900X1000=188 000

кг.

Потенциальная

концентрация

взвеси в воде,

таким образом,

будет равна

---------- ~ 44,0 мг л.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 250 000

 

 

Для определения фактического количества взвеси, отлагаю­

щейся на

исследуемом

Участке,

воспользуемся

номограммой

(см. приложение XXXI), по которой и определяем показатель

взвеси б. При начальном фактическом

количестве

взвеси

565,0 мг/л,

показатель взвеси

будет

равен

о, =0,861.

Далее,

для определения истинной концентрации взвеси в конечной точке

/ 565 \ 565,0 -— 0,861

используем

уравнение

\ 565 /

(59)--------—:---------- = 44,0 мг/л вместо

40,1 мг/л в

натуре.

565

 

Как видно из приведенного расчета, в тех случаях, когда на­ чальная потенциальная концентрация взвеси совпадает с дейст­ вительным количеством ее, фактическая концентрация взвеси в конечном сечении будет примерно равна потенциальной, что яв­ ляется вполне естественным.

Установив, что на исследуемом участке выпадает 565—44,0 = =521,0 мг/л взвеси, можно перейти к уточнению кислородного

режима в конечном расчетном сечении реки. Полная биохими­ ческая потребность в кислороде по формуле (40) будет равна

—22L2—= 17 300 мг/л.

1 __ 1о°-ом

Если бы взвеси в реке не было совершенно, то ВПК в ко­ нечной точке была бы равна по уравнению (39) при времени пре

тока воды 0,252 суток

Lb = 17 300Х Ю -о^2* 0'2020 = 1 670

м?!л.

Для нахождения

истинного

значения

ВПК в

пользуемся

уравнением

(60), где показатель у определяется по номограмма

(см. приложение XXXII). Согласно приведенным выше рас­

четам AS| = 1670Х 1452X86,4 = 208 500 000 кг

О2. Потребность в

кислороде нерастворенных веществ, осаждающихся

за

сетки,

521,0 X 1452 х- 86,4 X 77

с лол ллл

 

в

сутки.

п

оудет равна------------ ----------------

=5 030 000 кг О2

Для

определения

К„. нужно знать имеющийся

здесь

коэффициент

турбулентной диффузии, который по расчетам, произведенным

< Заказ 1702

выше,

,

среднем

0,01280 + 0,00777 nninocn

будет равен в

---------- -------- — =0,010280. Пока­

затель,

соответствующий

имеющемуся значению е, составит

1,25. Вставляя найденные выражения в указанное выше урав­

нение

(60),

получим: 208500000—Z.^ =5 030 0001,25 = 207 666 000,

откуда L/;i

=208 500 000—207 666 000 = 834 000

кг

О2 в сутки.

 

Полученная величина будет равна БПКь;,

 

т. е. 1452X86,4,

откуда

БПК=834 000 :

126 000 = 6,65 мг/л.

Пятисуточная

БПК^

в этом случае,

с

учетом расчетов,

проделанных выше

по определению БПКа,

будет равна 6,65X0,52 = 3,46 мг/л, т.

е.

она в точности совпала с

ВПК, имеющейся в натуре, в точке

Б.

Перейдем к прогнозу

 

количества свободного растворенного

кислорода, имеющегося в конечной точке. Начальное содержание

кислорода, как указывалось выше,

равно нулю, в то время как

выше города оно равняется 15,08 мг/л.

 

Переходим к определению потребности в кислороде нераство-

ренных

веществ в отложениях от

конца паводка

(примерно

1 мая). Количество дней (по день

наблюдений 28

сентября)

равно

151. По формуле

(57) будем иметь

 

7

-

5’030000 (1

- Ю-одах 15’^255000000кг О..

отл

2,3X0,008

 

 

 

Далее определяем по номограмме (см. приложение XXXIII)

кислородный

коэффициент продуктов распада, который при сред­

нем имеющемся коэффициенте турбулентной диффузии 8 = 0,01028

будет равен |3 = 0,72. Тогда количество

кислорода, идущее

на

окисление продуктов распада, окажется

равным 25b 000 0000’72=

= 1 123 000

кг. Составляя

уравнение

21,78 — ОБ = V230oQg"~7

>

найдем Об

=12,88 мг/л,

вместо 14,34 мг!л,

 

1452 X 86,4

 

наблюдаемых в на­

туре.

 

 

 

 

 

 

 

 

Результаты расчета в сравнении с фактическими наблюдени­

ями имеют следующий вид (табл. 17).

 

 

Таблица

17

 

 

 

 

 

 

 

Показатели

Содержание

ВПК конеч­

Конечное содер­

жание кислоро­

взвеси, мг/л

ное,

мг/л

 

 

да, мг/л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По расчету ....................

 

44,0

3,46

 

12,88

 

В натуре .......................

 

40,1

3,46

 

14,34

 

Полученное здесь довольно близкое совпадение данных тео­ ретических исследований с натурными показателями говорит о возможности составления прогноза кислородного режима водо­

емов в первом приближении.

93

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ