Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Комплексное использование водных ресурсов. Учебное пособие-1
.pdf
Вода в рыбоводном хозяйстве используется для наполнения
#
'
(
)
)
*
+
#
+
,,
)
,,
)
,,
,,
прудов, насыщения ложа прудов, компенсации потерь воды на
испарение и фильтрацию, обеспечение необходимой проточности. Объем требуемой воды определяется в зависимости от рыбопродуктивности, средней глубины прудов h = 1 м, коэффициента, учитывающего потери воды на испарение, фильтрацию и
утечки, К
К
= 1,1–1,5. Таким образом,
прот
= 1,1–1,3 и коэффициента проточности воды
пот
млн м3.
(2.11)
2.2. Объемы водоотведения
Объемы сточных вод определяются для водопотребителей
по формуле (2.12) в зависимости от коэффициентов возвратных
вод и объемов водопотребления:
, млн м3,
(2.12)
где К
– коэффициент возвратных вод i-го участника ВХК с
вв i
учетом системы водоснабжения;
– объем водопотреб-
ления (всего), который подается потребителю.
Рассчитанные объемы водопотребления и водоотведения
представляются в табличной форме (табл. 2.5).
Таблица 2.5
Объемы водопотребления и водоотведения
участниками ВХК, млн м
Водопотребители
3
Городское ЖКХ 0,7
Сельское ЖКХ 0,6
Промышленность Табл. 2.2
Животноводство Табл. 2.3
Рекреация 0,7
Орошение 0,1
Рыбное прудовое хозяйство 0,8
21
2.3. Объемы водопользования
,
-,.
,
2.3.1. Водный транспорт
На перспективный период требуется предусмотреть возможность судоходства в нижнем бьефе реки (пример – рис. 2.4).
Рис. 2.4. Камера шлюза канала им. Москвы
Требования водного транспорта к водным объектам сводятся к обеспечению необходимых для прохода судов глубин hтр,
которые в свою очередь определяются объемами воды Wвт, в течение навигационного периода τвт. Требуемые объемы воды определяются по формуле
, млн м3,
(2.13)
где Qвт, τвт – соответственно судоходный расход воды и про-
должительность навигационного периода. Расход воды для
обеспечения судоходства обеспечивает гарантированные
(требуемые) глубины воды hтр, поэтому он определяется по
зависимости расходов воды от глубины в самом мелком
месте на судоходном участке реки (рис. 2.5).
22
/
,
/,0
1
-
#233
-
233
-
#2333
-
2333
Глубина h, м
Расход воды в реке, куб.м
h
вт
Гидрограф стока реки для года 75 %
Q
вт
вт
Расход воды Q, куб.м
м3/с
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Рис. 2.5. Схема определения судоходного расхода воды (Qвт)
и периода навигации (τвт) для незарегулированной реки
На перспективный период планируется регулирование речного стока, поэтому на перспективу предусматривается увеличение продолжительности навигации на один месяц:
,
(2.14)
где τвт – продолжительность навигационного периода, полу-
ченная для условий незарегулированной реки.
2.3.2. Рыбное хозяйство на базе естественных
водных объектов
В целях улучшения экологического состояния реки на перспективный период предусматриваются специальные рыбохозяйственные попуски (работа рыбохода показана на рис. 2.6),
которые позволят улучшить условия нереста рыбы, обитающей
в рассматриваемой реке.
Поэтому в июле и августе необходимо обеспечить пропуск
по реке расхода воды не менее
;
(2.15)
где Q
VII
,
, Q
– расход воды в реке в соответствующие месяцы
VIII
года для условий 75- и 95 %-ной обеспеченности стока.
23
456
7
5
456
8
456
5
456
456
9
456
:;;;
Рис. 2.6. Пример компоновки гидроузла,
включающего рыбоход
2.3.3. Гидроэнергетика
В курсовом проекте ставится задача устройства малой ГЭС
с установленной мощностью N
ностью работы T
= 2000–4000 ч. При равномерной в течение
ГЭС
= 1–10 МВт с продолжитель-
ГЭС
года выработке электроэнергии требуемый годовой объем воды
определяется по формуле
, млн м3,
(2.16)
где 432 – коэффициент, учитывающий ускорение свободного
падения, плотность воды и коэффициент полезного дейст-
вия агрегата ГЭС (турбин и генератора) η
= 0,85; H
агр
ГЭС
–
напор воды на ГЭС первоначально принимается равным
5–15 м; Э
– годовая выработка электроэнергии, МВт·ч:
ГЭС
, МВт·ч.
(2.17)
2.3.4. Расчет экологических попусков
Экологический сток – это часть естественного стока, кото-
рая должна оставаться в реке в результате безвозвратного изъя-
24
тия водных ресурсов или регулирования водного режима ниже
по течению от места воздействия на реку для обеспечения устойчивых условий развития и функционирования пресноводной
экосистемы. Подразумевается, что экологический сток должен
базироваться на естественном состоянии речной экосистемы и
быть приближенным к естественному режиму стока. Экологический сток на зарегулированных реках называется экологическим
попуском. Международное научное сообщество, ведущие инвестиционные организации, экологически ответственные корпорации многих стран стремятся разрешить проблему антропогенного влияния на гидрологический режим зарегулированных водотоков, разрабатывая и внедряя требования к экологическому по-
пуску – специальному попуску из водохранилища, приближающего условия в нижнем бьефе к естественному.
По принятому в российской практике определению
В.Г. Дубининой, экологический попуск – это попуск из водохранилища, обеспечивающий условия устойчивого и безопасного
функционирования водных экосистем на участке реки ниже водохранилища. Экологические попуски направлены на поддержание режимов и уровней воды в нижних бьефах гидроузлов,
приближенных к естественным гидрологическим режимам водного объекта. Такие попуски поддерживают стабильное состояние гидробионтов, ихтиофауны, околоводных экосистем нижнего бьефа, включая растительность и животный мир.
Экологический попуск формируется с учетом рыбохозяйст-
венного, руслоформирующего, а также других видов попусков,
обеспечивающих устойчивое и безопасное функционирование
водных и околоводных экосистем.
Главным документом, определяющим управление водным
режимом водохранилища, являются Правила использования
водных ресурсов водохранилищ (ПИВР). В составе этих правил
разрабатываются диспетчерские графики режимов наполнения и
сработки водохранилища. Водные ресурсы водохранилища
должны использоваться в том числе для экологических попусков.
25
В курсовом проекте расчет ведется по минимальному зна-
<=
-
>?@
<=
1
AB
i i i i
чению расхода воды в год 95 %-ной обеспеченности:
, млн м3,
(2.18)
где t – количество секунд в году.
Ежемесячный расход экологических попусков рассчитыва-
ется по формуле
, млн м3.
(2.19)
2.3.5. Расчет комплексных попусков
Водопользователи – участники ВХК, использующие воду в
пределах водного объекта. Поэтому если в составе ВХК несколько водопользователей, то максимальный объем, принадлежащий одному из них, будет достаточен для удовлетворения
требований всех водопользователей. Такой максимальный объем называется комплексным попуском W
, который определя-
max
ется с учетом переменных в течение года потребностей водопользователей в соответствии с выражением
W
max
12
max , , ,
=
∑
i
1
=
W W W W
ГЭС р.х экол вт
, (2.20)
где i – номер месяца; W – месячный объем водопользования.
Поскольку водные ресурсы ограничены и возможен дефи-
цит воды, то комплексный попуск рассчитывается для условий:
− дефицита воды нет (водопользование не ограничивается);
− дефицит воды (интересы одного или нескольких водо-
пользователей ограничиваются, т.е. при определении максимального попуска их объемы воды не учитываются). В этом
случае определяются несколько комплексных попусков W
2
W
.
max
Расчет комплексных попусков для года конкретной обеспе-
ченности Р, %, проводится в табличной форме (табл. 2.6). В
курсовом проекте первый комплексный попуск определяется с
26
1
,
max
учетом всех объемов водопользования. Второй комплексный
1
2
1
2
C
D
C
,,
попуск определяется без учета ГЭС или водного транспорта.
Таблица 2.6
Расчет комплексных попусков для обеспеченности p %, млн м
Комплексные
попуски
W
W
max i
Месяц
Объемы водопользования
W
ГЭС i
W
р.х i
W
экол i
W
вт i
3
max i
1 –
2 –
3 –
4 –
5 –
6 –
7
8
9 –
10 –
11 –
12 –
Год W
ГЭС
W
р.х
W
экол
W
вт
W
max
W
max
2.4. Характеристика загрязненности сточных вод
Загрязненность сточных вод оценивается показателем пре-
дельной загрязненности Wпз, который определяется по формуле
(2.21)
где D
– коэффициент предельной загрязненности i-го источ-
C
ника загрязнения;
, млн м3,
– объем загрязненных сточных вод,
,,
поступающий в водный объект от i-го источника загрязнения. Для водопотребителей – это объем возвратных вод.
27
Для сельскохозяйственных угодий – это объем стока воды
:
#
:
:
#
:
1
−
(
) с их площади (F
c/х
):
, млн м3;
(2.22)
, м3/га,
где q – модуль стока воды с площади водосбора, л/(с·км2);
:
– модуль стока воды с водосборной площади, м3/га .
, млн м3;
(2.23)
, м3/га;
n
C
D
C
1
∑
n
j
=
ПДК
1
j
, (2.24)
j
где Сj – концентрация j-го загрязняющего вещества в сточных
водах; ПДКj – предельно допустимая концентрация j-го загрязняющего вещества; n – количество загрязняющих веществ, используемых для оценки загрязненности сточных
вод. В расчетах, по оценке загрязненности воды, количество
загрязняющих веществ берется в пределах от 5 до 10
(n = 5…10), в состав которых входят: взвешенные вещества,
органические вещества, оцениваемые по БПК, вещества
азотной группы (NH4, NO3), растворенный кислород и другие характерные загрязнители.
Расчет коэффициентов предельной загрязненности пред-
ставляется в табличной форме.
2.4.1. Городское жилищно-коммунальное хозяйство
Показатель загрязненности сточных вод городского ЖКХ
рассчитывается с учетом эффективности существующих очистных сооружений. Эффективность очистки принимается равной
средней по стране Эоч = 0,7.
28
D
C
D
C
:
E5
&
;
C
D
C
,,
F
G
HI)
G
E
D
C
:
J
K
F
G
HI)
G
E
L
G
:
D
C
D
C
:
E
5
&
M
E
5
N
O
E
5
#
&
C
D
C
,,
.
Расчет коэффициентов предельной загрязненности городского ЖКХ представляется в табличной форме (табл. 2.7).
Таблица 2.7
Расчет коэффициента предельной загрязненности
Загрязняющие
вещества
сточных вод городского ЖКХ
С
ввj
мг/л
,
ПДК,
мг/л
Алюминий 0,5 0,5
Азот 18–20 1
Железо 0,5–1,0 0,05
Цинк 0,08 0,01
Медь 0,02 0,005
БПК 300–400 3
Сульфаты 100 100
Хлориды 50 300
(2.25)
=
2.4.2. Сельское жилищно-коммунальное хозяйство
Коэффициент предельной загрязненности для сельского
ЖКХ D
принимается равным 0,6 ·D
C
:
с поправкой на эффек-
C
тивность водоохранных мероприятий, проводимых в сельской
местности: устройство отстойников Эот = 0,4; использование отходов на удобрения Эуд = 0,3; складирование отходов Э
отх
;
= 0,2:
(2.26)
.
29
2.4.3. Промышленность
Коэффициент предельной загрязненности для промышленности рассчитывается (для условий курсового проекта) на примере ведущей промышленности (в качестве ведущей промышленности принимается та, в которой образуется самый большой
объем сточных вод) в табличном виде (табл. 2.9). При определении показателя загрязненности сточных вод промышленности
учитывается эффективность существующих локальных очистных сооружений. Эффективность очистки принимается равной
Э
= 0,5. Концентрации загрязняющих веществ в сточных во-
оч.пр
дах разных видов промышленных предприятий приведены в
табл. 2.8.
Таблица 2.8
Концентрации загрязняющих веществ в сточных водах
Отрасль
промышленности
1 2 3 4 5 6 7 8
Тяжелое машиностроение
Станкостроение 14,52 0,04 101,67 77,86 2,85 1,71 0,0002
Химическая
промышленность
Электроприборостроение
Сельскохозяйственное машиностроение
Строительные
материалы
Рыбное
хозяйство
Металлургия 8,80 1,55 171,06 137,41 1,44 5,32 0,0030
Лесная промышленность
112,11 2,24 151,77 96,61 1,37 7,78 0,0425
промышленности
Концентрации загрязняющих веществ
в сточных водах, мг/л
Неф-
БПК
тепро-
дукты
7,95 0,13 24,89 46,70 0,48 0,37 0,0001
19,62 2,13 1298,35 942,02 1,16 5,89 0,0117
13,46 0,07 99,01 57,53 1,47 0,70 0,0175
6,53 2,07 1301,67 510,00 2,65 1,86 0,0002
8,07 0,01 338,28 528,49 0,85 0,31 0,0021
15,28 0,11 16,82 55,70 0,59 0,68 0,0002
Суль-
фаты
30
Хлори-
ды
Фос-
фор
Азот Фенолы
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]