Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Теория и практика нормативного расчёта величин загрязнения окружающей среды на автомобильном транспорте и транспортных предприятиях. Учебное электронн.pdf
Рис. 2.2. График содержания свинца в поверхностном слое почвы
вблизи автодороги в зависимости от расстояния от кромки проезжей части:
верхняя линия соответствует варианту отказа от реконструкции дороги,
нижняя – варианту реконструкции автодороги III категории
по нормативам I категории
3. Выводы:
1. В случае отказа от реконструкции автодороги при отсутствии фо-
нового загрязнения ширина полосы загрязнения поверхностного слоя
почвы составляет более 80 м. Предельно допустимая концентрация свинца в почве на расстоянии 80 м от кромки проезжей части превышена в
1,83 раза, а на расстоянии 100 м – содержание свинца в почве меньше значения ПДК.
2. Пр
еконструкции автодороги III категории по нормативам I ка-
и р
тегории в случае отсутствия фонового загрязнения в почве придорожной
полосы через 20 лет после реконструкции автодороги ПДК свинца в почве
будет превышена в 1,36 раза на расстоянии 40 м от кромки проезжей части, а на расстоянии в 50 м – концентрация свинца в почве практически
равна ПДК. На расст
и 60 м – содержание свинца в почве меньше
ояни
ПДК.
41
3. Несмотря на то, что при варианте реконструкции автодороги загрязнение поверхностного слоя почвы прилегающих территорий свинцом
будет меньше, чем при варианте отказа от реконструкции, тем не менее
воздействие на почву существенно. Результаты расчёта показывают, что
при реконструкции автодороги на расстоянии 50 м от кромки проезжей
части почву нельзя использовать под посевы сельскохозяйственных культур. Для уменьшения эт
ого расст
ояния требуется посадка защитных зелё-
ных насаждений.
2.3. ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
Определить количество свинца, накапливающегося в почве придорожной полосы на различном расстоянии от кромки проезжей части при
движении транспортного потока по дороге III категории в условиях отсутствия фонового загрязнения. Коэффициент U
= 0,7.
v
Исходные данные для расчёта по вариантам приведены в табл. 2.6.
Информация о составе транспортного потока представлена в табл. 2.7.
Расчёт провести для двух случаев: при отказе от реконструкции дороги и в условиях реконструкции дороги III категории по нормативам
I категории.
Тип земель – пахота, глубина вспашки – 0,25 м. Плотность почвы –
1600 кг/м
3
. Расчётный период эксплуатации дороги – 20 лет (7300 суток).
При отказе от реконструкции расчётный период эксплуатации дороги –
24 года (8760 суток).
Результаты расчёта представить в виде таблицы (табл. 2.8). По результатам расчёта построить графики загрязнения почвы свинцом. Сделать соответствующие выводы.
Номер
варианта
1 7800 30 70
2 12 200 40 60
3 8000 35 80
4 11 900 30 60
5 8300 40 80
6 11 700 35 70
7 8600 30 80
8 11 500 40 70
9 8900 35 60
2.6. Исходные данные для расчёта
Среднесуточная
интенсивность
движения, авт./сут
Средняя скорость движения
транспортного потока, км/ч
При отказе
от реконструкции
После
реконструкции
42
Номер
варианта
Среднесуточная
интенсивность
движения, авт./сут
Средняя скорость движения
транспортного потока, км/ч
При отказе
от реконструкции
Продолжение табл. 2.6
После
реконструкции
10 11 200 30 70
11 9100 40 60
12 10 900 35 80
13 9400 30 60
14 10 600 40 80
15 9700 35 70
16 10 300 30 80
17 7700 40 70
18 10 000 35 60
19 7900 30 70
20 10 200 40 60
21 8100 35 80
22 10 500 30 60
23 8500 40 80
24 10 800 35 70
25 8800 30 80
26 11 000 40 70
27 9000 35 60
28 11 300 30 70
29 9300 40 60
30 11 600 35 80
31 9500 30 60
32 11 800 40 80
33 9800 35 70
34 12 000 30 80
35 8200 40 70
36 11 400 35 60
37 8400 30 70
38 11 100 40 60
39 8700 35 80
40 10 700 30 60
41 9200 40 80
42 9900 35 70
43 10 400 30 80
44 9600 40 70
45 12 100 35 60
43
Тип
автомобиля i
2.7. Состав транспортного потока
Содержание
в потоке, %
Тип
топлива
Легковые автомобили 45 АИ-92
Малые грузовые
автомобили
карбюраторные
(до 5 тонн)
5 А-80
Грузовые автомобили
карбюраторные
(6 тонн и более) 25 А-80
Грузовые автомобили
дизельные
20 Дизельное топливо
Автобусы
карбюраторные
5 А-80
Итого: 100
Расстояние
от кромки
проезжей
части, м
при варианте
отказа от
реконструкции
2.8. Результаты расчёта
Содержание свинца в поверхностном
слое почвы Р
после реконструкции дороги
от подветренного
потока
автотранспорта
, мг/кг
c
от наветренного
потока
автотранспорта
общее
10
20
30
40
50
60
80
100
150
44
3. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА РАСЧЁТА ЗАГРЯЗНЕНИЯ
ВОДНОЙ СРЕДЫ ПОВЕРХНОСТНЫМИ СТОКАМИ
С АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
3.1. ТЕОРИЯ РАСЧЁТА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДНЫХ
ОБЪЕКТОВ ПОВЕРХНОСТНЫМИ СТОКАМИ
С АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
Оценка загрязнения поверхностного стока (сброса) с автомобильных
дорог и выявление необходимости его очистки производится путем расчёта предельно допустимого сброса (ПДС) веществ в водный объект, под
которым понимают массу вещества в сточных водах, максимально допустимую к отведению с установленным режимом в данном пункте водного
объема в единицу времени с целью обеспечения качества воды в контрольном пункте [2, 3].
Расчёт ПДС необходимо выполнять в определённой последовательности.
1. Определение величины фактического сброса.
Величина фактического сброса (ФС, г/ч) загрязняющих веществ с
поверхностными сточными водами по каждому ингредиенту загрязнения
рассчитывается по формуле 3.1 [2]:
3
103600ФС QС−⋅= , (3.1)
ф
с
где 3600 – коэффициент перевода в другие единицы измерения; Сф – фактическая концентрация загрязняющих веществ в поверхностных сточных
водах (поверхностном стоке) по каждому ингредиенту загрязнений, мг/л
(принимается по табл. 3.1); Qc – расчётный расход поверхностных сточных вод, л/с.
Расчётный расход поверхностных сточных вод определяется как
среднечасовой расход воды фактического периода стока дождевых (ливневых) вод или талых вод.
Расчёт расхода дождевых вод (
д
Q , л/с) следует производить с учё-
с
том местных региональных климатических факторов. Для расчётов расхода дождевых вод с поверхности участка автомобильной дороги или моста,
имеющей площадь 5 га и менее, он может определяться по упрощённой
формуле [2]:
д
FkqQ
=
с
, (3.2)
уд
где qуд – удельный расход дождевых вод, определяемый в зависимости от
площади стока по табл. 3.2, л/(с · га); табличные значения qуд даны в зависимости от значения параметра «n», данные которого принимаются по
карте (рис. 3.1), F – площадь участка автодороги (моста), равная произве-
45
дению длины участка на ширину части дороги, с которой вода будет поступать в водоток, или расстоянию в свету между перилами для мостов,
га; k – коэффициент, учитывающий изменение удельного расхода воды в
зависимости от среднего продольного уклона участка дороги или моста и
принимаемый по табл. 3.3.
3.1. Количество загрязнений в поверхностном стоке
Наименование
ингредиента загрязнения
с покрытий автодорог категории I [2]
Количество загрязнений, мг/л
в дождевых водах в талых водах
Взвешенные вещества 1300 2700
Свинец 0,28 0,3
Нефтепродукты 24 26
Примечания. 1. Для автодорог других категорий принимаются следующие
коэффициенты:
для автодорог категории II – 0,8; III – 0,6; IV – 0,4; V – 0,3.
2. Для взвешенных веществ на дорогах с переходным типом покрытия
принимается с коэффициентом 1,1 при интенсивности движения до 200 авт./сут
и 1,2 – при интенсивности движения более 200 авт./сут.
3. Приведённые табличные данные допускается уточнять в зависимости
от местных условий и характера поверхностного стока по отдельным видам
загрязнений.
F, га
до 20 4,1 3,5 4,1 3,4 4,0 3,3 4,0 3,25 3,95 3,15 3,9 3,1
50 3,4 3,0 3,3 2,9 3,2 2,8 3,15 2,7 3,05 2,6 3,0 2,5
100 3,0 2,7 2,9 2,6 2,8 2,45 2,7 2,3 2,6 2,2 2,5 2,1
300 2,5 2,3 2,35 2,15 2,2 2,0 2,15 1,9 2,0 1,8 1,9 1,7
1000 2,0 1,85 1,85 1,75 1,75 1,6 1,6 1,5 1,45 1,35 1,35
46
3.2. Удельный расход дождевых вод [2]
qуд, л/с, в зависимости от значения параметра «n»
n = 0,5 n = 0,55 n = 0,60 n = 0,65 n = 0,70 n = 0,75
при времени поверхностной концентрации t
5 10 5 10 5 10 5 10 5 10 5 10
кон
, мин
т
Расчёт расхода талых вод (
ванием следующей формулы [2]:
Q
, л/с) следует производить с использо-
с
5,5
т
=
с
10
KFh
, (3.3)
cc
tQ+
где t – время притекания талых вод до расчётного участка, ч, при отсутствии данных допускается принимать равным 1 часу; F – площадь водосбора талых вод с участка автодороги или моста, га; hc – слой стока за
10 дневных часов, определяемый в зависимости от территориального района по схеме районирования (рис. 3.2), мм; для выделенных четырёх территориальных районов величины hc равны: для 1 района – 25, для 2 – 20,
3 – 15, 4 – 7 мм, Kc – коэффициент, учитывающий окучивание снега, принимаемый равным 0,8.
При расчёте величины фактического сброса (ФС) учитывается наи-
больший из определённых расчётных расходов дождевых или талых вод.
3.3. Коэффициент изменения удельного расхода
в зависимости от среднего продольного уклона
по автомобильной дороге (участка дороги) или моста [2]
Средний
уклон i
ср
Значение коэффициента «k» в зависимости от параметра «n»
n = 0,5 n = 0,55 n = 0,60 n = 0,65 n = 0,70 n = 0,75
0,001 0,64 0,61 0,58 0,56 0,53 0,51
0,003 0,84 0,83 0,81 0,80 0,78 0,77
0,005 0,96 0,95 0,95 0,94 0,94 0,93
0,006 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
0,008 1,04 1,04 1,04 1,05 1,05 1,05
0,010 1,14 1,15 1,16 1,18 1,19 1,21
0,015 1,26 1,29 1,32 1,35 1,38 1,41
0,020 1,35 1,39 1,43 1,48 1,52 1,57
0,025 1,43 1,48 1,54 1,59 1,65 1,71
0,030 1,49 1,56 1,62 1,69 1,75 1,83
0,035 1,55 1,62 1,7 1,77 1,85 1,94
0,040 1,61 1,68 1,77 1,85 1,94 2,04
0,045 1,66 1,74 1,83 1,92 2,02 2,13
0,050 1,7 1,79 1,89 1,99 2,1 2,22
0,060 1,79 1,89 2,0 2,12 2,26 2,40
47
Рис. 3.1. Карта значений величин параметра «n» [4, 5]
48
Рис. 3.2. Схема районирования снегового стока [4, 5]
2. Определение величины предельно допустимого сброса (ПДС).
Величина предельно допустимого сброса загрязняющих веществ
(ПДС, г/ч) по каждому ингредиенту загрязнения определяется по формуле [2]:
где 3600 – коэффициент перевода в другие единицы измерения; C
103600ПДС QС
⋅=
3
−
, (3.4)
cпрд
прд
–
предельно допустимое содержание (концентрация) загрязняющего вещества в поверхностном стоке с учётом смешения его с водами водотока,
мг/л; Qc – расчётный расход поверхностных сточных вод, л/с.
Предельно допустимое содержание загрязняющего вещества в поверхностном стоке с учётом смешения его с водами водотока (C
определяется по формуле Фролова-Родзиллера [2]:
Q
прд
γ
=
Q
С
E
()
c
+−
E
, (3.5)
CСC
ПДКПДК
, мг/л)
прд
где γ – коэффициент смешения сточных (поверхностных) вод с водой водотока для заданного створа; QE – среднемесячный (минимальный) расход
воды в водотоке 95% обеспеченности, м3/с; Qc – расчётный расход поверхностных сточных вод, м3/с; C
– предельно допустимая концентра-
ПДК
ция данного загрязняющего вещества в водотоке (водоёме), мг/л; принимается по нормативным данным; для отдельных веществ приведены в
табл. 3.4; CE – концентрация данного загрязняющего вещества в бытовых
условиях в водотоке, мг/л; принимается по данным органов Росгидромета
и Санэпиднадзора.
Коэффициент смешения сточных вод с водой водотока (γ) определяется по формуле Родзиллера [2]:
β−
1
=γ
1
, (3.6)
Q
E
β+
Q
c
где QE и Qc – то же, что в формуле 3.5.
Величина β определяется по следующей формуле [2]:
3
L
α−
e
1
==β
, (3.7)
3
L
α
72,2
где L – расстояние от места выпуска поверхностных сточных вод до расчётного (контрольного) створа по течению реки, м; расчётный (контрольный) створ ближайших пунктов водопользования для хозяйственнопитьевого и культурно-бытового водопользования определяется органами
49
и учреждениями санитарно-эпидемиологической службы, а для рыбохозяйственного водопользования – органами Росрыболовства, но не далее,
чем в 500 метров от места выпуска; α – коэффициент, учитывающий влияние гидравлических факторов смешения, определяется по формуле [2]:
E
3
ξϕ=α
, (3.8)
Q
c
где ξ – коэффициент, зависящий от места выпуска поверхностных сточных вод в водоток, принимаемый равным 1,0 для берегового выпуска и
1,5 – при выпуске в фарватер реки; φ – коэффициент извилистости русла
реки, равный отношению расстояния от места выпуска сточных вод до
расчётного створа по фарватеру к расстоянию между этими пунктами по
прямой; Qc – расчётный расход поверхностных сточных вод, м3/с; E – коэффициент турбулентной диффузии, который для равнинных рек определяется по формуле Потапова [2]
E =
hV
срср
, (3.9)
200
где Vср – средняя скорость потока в русле, м/с; hср – средняя глубина в
русле реки при заданном уровне, м.
3.4. Перечень предельно допустимых концентраций
загрязняющих веществ в воде водных объектов
Наименование
веществ
Взвешенные
вещества
рыбохозяйственного значения [2]
Концентрация взвешенных веществ в водотоке
в бытовых (природных) условиях в мг/л + 0,25 мг/л
Предельно допустимые
концентрации С
ПДК
, мг/л
для водотоков высшей и 1 категории водопользования и плюс 0,75 мг/л для 2 категории водополь-
зования
Нефтепродукты 0,05
Свинец 0,1
Примечание. 1. ПДК для указанных веществ приняты по перечню ПДК,
помещенному в «Правилах охраны поверхностных вод». ПДК должны уточняться при изменении их значений в нормативных документах.
2. Для водотоков (водоёмов), содержащих в межень более 30 мг/л природных взвешенных веществ, допускается увеличение содержания их в воде в
пределах 5%. При этом взвеси со скоростью выпадения более 0,4 мм/с для водотоков и более 0,2 мм/с для водоёмов к спуску запрещаются.
50