Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Комплексное использование водных ресурсов. Учебное пособие-1
.pdf
а) б)
Рис. 3.1. Схемы промышленного водоснабжения:
а – прямоточная; б – оборотная
Введение полного водооборота в промышленности сказывается на изменении трех составляющих:
,,(
;
,,(
:
E
,,:
;
C(
,
где индексы 1 и 2 означают номер управляющего воздействия,
для которого берутся величины объемов.
Оценка класса качества речной воды делается по показате-
(
лю D
, который определяется по формуле (3.2). Составляю-
C
щие водохозяйственного баланса берутся для 2-го управляющего воздействия (табл. 3.2, столбец 6).
3.1.3. Введение повторной системы водоснабжения
Повторные системы водоснабжения (рис. 3.2б) в настоящее
время используются для водоснабжения орошения сточными
водами (открытый способ орошения показан на рис. 3.3): городов, рекреаций (в основном для тепличного хозяйства), животноводства, пищевой и мясоперерабатывающей промышленности. В курсовом проекте предусматривается орошение сточными водами животноводства.
Возможны три ситуации:
a
b
– сточные воды полностью покрывают по-
(
– сточных вод животноводства не хватает,
(
– водопотребление на орошение меньше
(
1)
,,(
требности орошения в воде;
2)
,,(
и для орошения необходим дополнительный водозабор из реки;
3)
,,(
объема сточных вод животноводства, что приводит к необходимости сброса части сточных вод животноводства в реку.
41
а) б)
Рис. 3.2. Схемы промышленного водоснабжения:
а – прямоточная; б – повторная
Рис. 3.3. Поверхностный способ полива
В воднобалансовых расчетах данные мероприятия учитываются изменением трех величин:
− 1-й случай –
− 2-й случай –
,,c
,,c
− 3-й случай –
=
,,c
D
C
.
,,c
c
c
E
,,(
;
Cc
(
,
(
E
c
,,(
Cc
Оценка класса качества речной воды делается по показате-
c
лю D
. Составляющие водохозяйственного баланса берутся
C
для 3-го управляющего воздействия (табл. 3.2, столбец 7).
;
Cc
42
3.1.4. Очистка сточных вод
Очистка сточных вод – это традиционное и обязательное
мероприятие для сосредоточенных источников загрязнения
(пример очистных сооружений представлен на рис. 3.4).
Рис. 3.4. Вид очистных сооружений
Данное мероприятие применяется в городах, промышленности, рекреационных учреждениях, крупных животноводческих комплексах. В данном проекте предусматривается очистка
сточных вод города и рекреации, что сказывается на изменении
показателей загрязненности сточных вод данных водопотреби-
телей:
и
Cd
=
Cd
.
Оценка класса качества речной воды делается по показате-
d
люD
. Составляющие водохозяйственного баланса берутся
C
для 4-го управляющего воздействия (табл. 3.2, столбец 8).
3.1.5. Устройство водоохраной зоны
Водоохранная зона (ВОЗ) устраивается вдоль всего водного
объекта и элементов его гидрографической сети. Она предназначена:
43
1) для защиты водного объекта от загрязнений, поступаю-
щих от рассредоточенных источников;
2) защиты склонов первой надпойменной террасы от вод-
ной эрозии;
3) укрепления берегов;
4) выполнения функции биологического дренажа.
Минимальная ширина водоохранных зон (В
) назначается
воз
в соответствии с Водным кодексом РФ [8] для участков рек в зависимости от их протяженности от истока (табл. 3.3). Водоохранная зона обустраивается с учетом особенностей местности
(рис. 3.5, 3.6). В нее включаются поймы рек, овраги и балки,
расположенные на надпойменных террасах.
Таблица 3.3
Минимальная ширина водоохраной зоны рек
Протяженность водотока от истока, км Ширина ВОЗ, м
≤ 50 50
≤ 100 100
> 100 200
Экологическая эффективность ВОЗ зависит от периода года
и изменяется по годам. В среднем она составляет Э
= 0,2…0,7.
воз
Устройство ВОЗ учитывается через изменение параметров
загрязненности сточных вод, поступающих с орошаемых, богарных земель, а также ливневых и талых сточных вод сельского жилищно-коммунального хозяйства и животноводства (принимается, что они не канализованы):
Ce
Ce
Cd
Cd
E
E
,C
5
,C
&
;
Ce
Ce
Q
&
5
;
Q
Cd
Cd
E
E
&
5
;
,C
&
5
.
,C
Оценка класса качества речной воды делается по показате-
e
лю D
Составляющие водохозяйственного баланса с учетом
C
в формулы (3.3) берутся для 5-го управляющего воздействия
(
табл. 3.2, столбец 9).
44
Рис. 3.5. Схема устройства водоохраной зоны
а) б)
Рис. 3.6. Схема устройства ВОЗ реки (а)
и водохранилища (б)
3.1.6. Очистка дренажных вод осушительной системы
Дренажные воды достаточно сильно загрязнены и требуют
очистки, но традиционные очистные сооружения не подходят,
так как режим стока и загрязненность воды имеют специфический характер, зависящий от природно-климатических условий
и использования осушаемых земель человеком. Для очистки
дренажных вод используются различного вида пруды, биологические плато, биофильтры. В данной работе предусматривается
устройство биологического плато. Биоплато (рис. 3.7, 3.8) представляет собой уширение канала осушительной сети с харак-
45
терными параметрами: уклон дна I = 0,0, скорость воды v ≤
≤ v
, ширина по дну в пределах b = 3…10 м, глубина воды
заиления
h = 0,3…1,5 м. Площадь биоплато рекомендуется принимать в
пределах 0,5…1 га. Для удобства эксплуатации биоплато делится на продольные и поперечные секции. Длину продольной секции рекомендуется принимать равной L
= 50…100 м. Ширина
сек
поперечной секции согласуется с шириной захвата строительной техники. В пределах биологического плато создаются условия для произрастания сообщества водной растительности, которая играет основную роль в очистке дренажных вод. Эффективность очистки заключается в следующем:
1) осаждение взвешенных частиц (Э
2) поглощение веществ растениями (Э
генных веществ; Э
= 0,2…0,4 – для пестицидов).
пест
= 0,95…0,99);
взв
= 0,95 – для био-
биог
Рис. 3.7. Схема односекционного биоплато
46
Рис. 3.8. Схема многосекционного биоплато
Устройство биоплато учитывается изменением показателя загрязненности дренажных вод осушительной системы:
Cf
.
Биологическое плато (пример – рис. 3.9) используется не
только при осушении земель, но и для очистки ливневых сточных
вод, образующихся на территории поселков, городов, где биоплато можно использовать и для целей благоустройства.
Рис. 3.9. Биоплато в Австралии,
работающее по принципу биофильтра
Особенностью биоплато является то, что оно работает и формируется по принципу природного биоценоза. Это позволяет устраивать его внутри естественных водных объектов: на отдельных
участках рек, в том числе в устьях малых рек, в подножии оврагов
47
и т.д. В этом случае биоплато представляет собой профилируемую
мелководную зону с постоянным слоем проточной воды.
Учет предложенных управляющих воздействий позволяет в
среднем за год добиться бездефицитного баланса воды
(ВХБ > 0) и достигнуть ее удовлетворительного качества.
Оценка класса качества речной воды делается по показате-
f
лю D
. Составляющие водохозяйственного баланса берутся
C
для 6-го управляющего воздействия (табл. 3.2, столбец 8).
При выполнении курсового проекта учитываются управляющие воздействия для всех участников ВХК вне зависимости
от величины баланса. Если после проведения шестого мероприятия ВХБ > 0, а качество воды не соответствует желаемому
уровню, то предусматриваются дополнительные мероприятия,
например, увеличение эффективности ВОЗ до 0,95 (например,
путем увеличения ее ширины или устройством бессточной канавы). Если ВХБ < 0, то предусматривается переброска стока
объемом
. Это значение прибавляется к величине объема
стока реки.
После увязки годовых балансов для года 75 %-ной обеспеченности составляется проверочный баланс для года 95 %-ной.
Значения берутся с учетом всех рассмотренных выше управляющих воздействий. Значения объема речного стока и попусков берутся для обеспеченности 95 %. При этом возможны следующие ситуации:
1. ВХБ95 > 0, и качество воды соответствует уровню не
хуже класса «умеренно загрязненная» – для условий острома-
ловодного года дефицита воды нет. Величина свободного ресурса воды составляет R. Качество воды удовлетворяет приемлемому уровню.
2. ВХБ95 > 0, а качество воды не соответствует приемле-
мому уровню – дефицита воды нет, но качество воды не удов-
летворяет требованиям, что связано с большим объемом загрязненных стоков, поступающих с сельскохозяйственных угодий. В
этом случае можно сделать проверку условий загрязнения речной воды путем сравнения фактической (gф) и допустимой (gд)
48
интенсивности поступления загрязняющих веществ с сельскохо-
g`STU
E
5
,C
&
gNghDi
0F
j
k
&
E
l
m
n
El
m
&
зяйственных угодий (если их влияние на загрязнение реки является основным после проведения всех запланированных водоохранных мероприятий). Допустимая интенсивность определяется
с учетом самоочищающей способности воды, которая не учитывается показателем загрязненности сточных вод. Если gф < gд –
то загрязнения водных ресурсов нет. В противном случае предусматриваются дополнительные мероприятия (данный случай
рассматривается индивидуально).
, кг/га;
(3.4)
,
где α – коэффициент, учитывающий подвижность загрязняю-
щих веществ в почве (принимается равным 0,2); β – коэф-
фициент, учитывающий удаленность сельскохозяйственных
угодий от реки (принимается равным 1); U – урожайность
ведущей культуры (расчеты проводятся для ведущей куль-
туры, выращиваемой на орошаемых землях. В качестве ве-
дущей культуры рассматриваются многолетние травы, уро-
жайность которых принимается индивидуально для каждо-
го задания или в пределах 70–120 ц/га в зависимости от кли-
матических условий и количества укосов); g = 0,056 кг/га –
удельный вынос веществ с естественных угодий;
K = 0,1…0,25 1/сут – коэффициент самоочищения воды; T –
продолжительность теплого периода года (принимается по
данным, полученным в предыдущей работе, или в пределах
150–350 сут – в зависимости от климатической зоны); lm –
относительная площадь естественных угодий (lm = (F
+ F
луг
) / F
бассейна
k
); F
– коэффициент вариации концентрации
j
лес
+
загрязняющего биогенного вещества. В курсовом проекте
k
F
принимается равным коэффициенту вариации стока
j
реки Cv.
3.
ВХБ95 < 0, и качество воды не соответствует требуе-
мому уровню – наблюдается дефицит воды и неудовлетвори-
49
тельное ее качество. В этом случае необходимо предусмотреть
oZ[\
M
]
,,
O
0
M
]
,,
O
B
E
E
]&
E
]&
B
E
ES
NC,
мероприятия по ограничению водопотребления (только для года
проверочной обеспеченности) на такую величину, при которой
ВХБ95 станет равным нулю. В курсовом проекте предусматривается ограничение водопотребления для целей орошения и рыбного прудового хозяйства (в этом случае пересчитываются объемы водопотребления, водоотведения и показатели загрязненности сточных вод).
3.2. Водохозяйственные балансы расчетного года
для рекомендуемого варианта водохозяйственных
мероприятий в месячных интервалах времени
Водохозяйственные балансы по месяцам в курсовом проекте составляются для года обеспеченностью 95 % (условия остромаловодного года с наиболее напряженной обстановкой по
условиям водообеспечения участников ВХК и загрязнения водных ресурсов). Уравнение водохозяйственного баланса для конкретного месяца (МВХБ) имеет вид:
Wр+ W
подз.в
+
(3.5)
,
где Wр – объем стока реки за расчетный месяц (внутригодовое
распределение речного стока принимается по табл. 3.4);
S
– ущерб речному стоку за счет использования
NC,
подземных вод (рассчитывается в табл. 3.5); рп, нп – обо-
значения участников ВХК, равномерно в течение года и не-
равномерно потребляющих воду соответственно.
Водозабор из подземных вод осуществляется для целей города и рекреации (из второго водоносного горизонта, гидравлически не связанного с рекой); сельского ЖКХ и животноводства
(из первого водоносного горизонта, гидравлически связанного с
рекой).
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]