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

69

70

ем участок за Михневским трудом, толагая, что здесь осадков

(11,7 км), вода протекает за 20,9 часа, или 0,87 суток. БПК в

В пересчете на 20° С Л\ = 0,159, что по-прежнему близко под­ ходит к среднему значению К = 0,15.

Возьмем, наконец, пример из работы проф. С. Н. Строганова

[21], (посвященной вопросам загрязнения и самоочищения водо­

емов.

Река Уда, на которой расположен г. Харьков, является не­

большим притоком р. Северный Донец (см. рис. 6). Речки Харь­ ков и Лопань, прорезающие территорию города, принимают все его сточные воды: канализационные воды с очистной станции,

сточные воды 14 промышленных предприятий, поверхностный

ноябре и 272 000 мЧсутки в декабрьский паводок, что соответ ствует 1,31; 2,04 и 3,15 мЧсек!

В 3,5 км ниже устья р. Лопани устроена плотина, образую­ щая большой пруд длиной 3 км, поверхность водного зеркала —

в 24 га, объем — 398 000 м3 и средняя глубина — 1,65 м.

Поскольку бытовые сточные воды проходят полную биологи­ ческую очистку, они не несут почти никаких взвесей, и в дан­ ном случае можно легко определить величину константы К\.

По исследованиям за декабрь вода в реке содержит весьма небольшое количество взвеси. Температура воды в среднем рав­ на 6,5° С. Исследуемый участок длиной 3 км имеет весьма за­ медленное течение воды. Время 'перемещения воды — около 20 час., или 0,835 суток, при среднем расходе воды 3,15 мЧсек.

Согласно произведенным исследованиям, БПК5 в начале

71

13. Определение константы реаэрации водоемов /<2

Как уже отмечалось выше, числовое значение константы по­ требления кислорода Ki относительно постоянно при данной

температуре воды.

Переходя к определению константы реаэрации Кг, следует

отметить, что числовое значение ее изменяется в цротивополож ность константе Ki в очень широ­ ких пределах в зависимости от различных физических условий.

Ниже определяются значения

константы Л2 некоторых водоемов

в различных климатических усло­ виях, при разных расходах и ско­ ростях течения воды.

Начнем с определения кон­

станты реаэрации К2 Для р. Дне­ пра в створе г. Смоленска (по ма­

териалам исследований проф.

А. П. Мухина и проф. С. И. Стро­

ганова) [21].

Максимальный паводочный расход воды достигает 1620 м3/сек. Средний максимальный расход

равен 857,0 м3/сек (рис. 16). Днепр подходит к г. Смоленску

со средним расходом в летнюю межень около 20 м3/сек. В 1937 г.,

во время исследования, летний

расход был 26,0м3/сек-, зимний—

86,0 м3/сек. Сравнительно слабая заселенность верховьев реки обе­ спечивает значительную чистоту речной воды даже при входе в пределы города.

Рассматриваемый участок имеет протяженность 55 км от пункта спуска сточных вод горо­

да до с. Гусино. В верхнем створе БПКэ была равна 3,30 мг/л,

в нижнем створе—0,46 мг/л при средней температуре воды в реке

17,3° С. Замеренный расход воды в реке—23,35 м3]сек. Средняя

58 м. Количество свободного кислорода в начальной и конечной точках—9,30 и 9,49 мг/л, а количество взвеси соответственно—

15,3 и 3,2 мг/л.

72

■сравнений с коэффициентом турбулентной диффузии е подроб­ но описанном в главе третьей.

Найдем этот коэффициент для рассматриваемого случая. Живое сечение русла р. Днепра определится из соотношения

Гидравлический радиус

/? = 60.5 = 1,28 м 31 скоростной коэффициент

С = —

п

где п— коэффициент шероховатости для реки — принимаем

л =0,030. В этом случае

C = 33,3X 1,28'/« = 34,8.

Коэффициент количества движения потока определяется по формуле (15). Он будет равен

т= 18,5л • 0= 18,5X0,030X34,8 = 19,2.

Коэффициент турбулентной диффузии по формуле (16) будет равен

е = 9>81 XI,34X0,30 _ q 00295.

2X19,2X34,8

Следовательно, в данном примере К2 = 1,625 соответствует

е = 0,00295.

Для следующего примера определения константы К2 исполь­

зуются исследования по р. Москве, о которых говорилось в предыдущем разделе. Принимаем участок ниже завода «Динамо»

0,07 м/сек, или 6,05 км/сутки. Данный участок вода цройдет за

промежуток времени 2,31 суток. Количество растворенного кис­ лорода в начальной точке равно 0,53 мг/л, в конечной — 1,1 мг/л. Расход воды в реке 8,68 м?/сек при ее ширине 120 м, Согласно предыдущему, полная БПК всей воды в начальной

74

Da = 9,26 — 0,53 = 8,73;

в точке Б

DB = 9,26- 1,1 =8,16.

Средний дефицит кислорода будет равен 8,50 мг/л, откуда суточ­ ный дефицит кислорода составит

Dm — 8,50 X 8,68 X 86,4 = 6350 кг С J сутки,

Искомая константа реаэращии равна

/< = -------- 13^227-------- = 0 394 2,3X6350 X 2,31

Аналогично предыдущему определяется коэффициент турбу­ лентной диффузии.

бина реки будет 1,04 м, а средний гидравлический радиус 1,01 м. При найденных параметрах коэффициент С=33,3х 1,01'» —

= 33,31.

Далее, коэффициент количества движения потока

т = 18,5 X 0,03 X 33,31 = 18,5.

Тогда искомый коэффициент турбулентной диффузии соста­

вит

е = 9,81Х 1.04x0,07 = о 000582.

2X18,5X33,31

Ему соответствует Лг = 0,394.

75

>СА Согласно данным исследований, пятисуточная

является, по существу, сточным каналом

(рис. 17).

76

Ширина реки в верховьях 2—3 м постепенно увеличивается,

в нескольких местах на реке имеются плотины. У Окружной же­ лезной дороги ширина реки достигает 8—10 м. Глубина различ­ ная— в среднем около 1 м. Истоком р. Яузы служит торфяное болото, расположенное недалеко от ст. Мытищи Сев. жел. до­ роги.

Район загрязнения реки начинается в 8 км от истока, причем

до впадения р. Лихоборки р. Яуза получает сравнительно не­ большой приток сточных вод, порядка 7000 м3. В этой верхней половине течения р. Яузы ясно выражены процессы самоочи­ щения.

Рис. 17. План р. Яузы.

После впадения р. Лихоборки, протекающей по северной окраине Москвы, р. Яуза загрязняется до такой степени, что в устье количество растворенного кислорода доходит до нуля.

Рассмотрим участок в створах Ватутино—Окружная жел.

77

получаем константу реаэрации К2 = 1,05 и коэффициент турбу­ лентной диффузии е = 0,00182.

Впредыдущих примерах рассматривались участки водоемов сравнительно малозагрязненных, кислородный режим которых не нарушен в сильной степени.

Вкачестве примера весьма загрязненной реки принимается р. Уводь ниже г. Иваново, куда сбрасываются сточные воды

местных текстильных ситценабивных и красильных фабрик. Это

превращает реку в сточную канаву, совершенно лишенную кис­

В реку поступают 50 000 мъ1сутки сильно загрязненных сточ­ ных вод. Протяженность реки — свыше 120 км.

Поскольку на рассматриваемом участке р. Уводи Дмитрове —

кислородный режим водоема.

Длина участка 26 км, расход воды—2,39 мъ]сек, температура ее 15,3°. Средняя скорость движения воды—0,25 м!сек. Пятису­

При наличии взвеси истинная ВПК в точке Б определяется по формуле (39) с учетом времени протекания воды на участке

ВПК в точке Б будет: 58,0x2,39x86,4=12 000 кг. Суточное ко­ личество кислорода в точке А будет: 0,14X2,39x86,4 = 29,0 кг.

Следует определить, какое количество кислорода пошло на окисление продуктов распада, выделяющихся из иловых осад­ ков, лежащих на дне реки и находящихся в анаэробных услови-

78