6. Вычисление средней концентрации загрязняющего вещества при рассеивании облака загрязнения в реке
Задание: Рассчитать среднюю концентрацию загрязнения речного потока на расстояниях 2000, 5000 и 10000 м от места сброса сточных вод, используя данные варианта.
Исходные данные
|
№ вар-та |
Средняя ширина реки, Вср, м |
Средняя глубина реки, hср, м |
Средняя скорость течения, Vср, м/с |
Коэффициент Шези, С, м0,5/сек |
Начальная концентрация загрязнения, Sст, % |
Начальная длина облака загрязнения, l0, м |
|
0 |
31 |
2,58 |
1,12 |
35 |
100 |
200 |
|
1 |
30 |
2,56 |
1,14 |
25 |
99 |
210 |
|
2 |
29 |
2,54 |
1,16 |
20 |
98 |
220 |
|
3 |
28 |
2,52 |
1,18 |
15 |
97 |
230 |
|
4 |
27 |
2,50 |
1,20 |
40 |
96 |
240 |
|
5 |
26 |
2,48 |
1,22 |
45 |
95 |
250 |
|
6 |
25 |
2,46 |
1,24 |
50 |
94 |
260 |
|
7 |
24 |
2,44 |
1,26 |
55 |
93 |
270 |
|
8 |
23 |
2,42 |
1,28 |
60 |
92 |
280 |
|
9 |
22 |
2,40 |
1,30 |
35 |
91 |
290 |
|
10 |
21 |
2,76 |
1,32 |
25 |
90 |
300 |
|
11 |
20 |
2,74 |
1,32 |
20 |
89 |
310 |
|
12 |
19 |
2,72 |
1,34 |
15 |
88 |
320 |
|
13 |
18 |
2,68 |
1,36 |
40 |
87 |
330 |
|
14 |
17 |
2,66 |
1,38 |
45 |
86 |
340 |
|
15 |
16 |
2,64 |
1,40 |
50 |
85 |
350 |
|
16 |
15 |
2,62 |
1,42 |
55 |
84 |
360 |
|
17 |
14 |
2,60 |
1,44 |
60 |
83 |
370 |
|
18 |
13 |
4,00 |
1,46 |
35 |
82 |
380 |
Условие: в реку одновременно сбрасывается загрязняющее вещество повышенной концентрации, загрязнение речных вод происходит по всей ширине реки на участке длиной (l0, м). По пути движения наблюдается рассеивание облака загрязнения и уменьшение концентрации загрязняющего вещества вследствие турбулентного перемешивания и влияния различных скоростей в поперечном сечении русла.
Объем загрязненной части реки от момента сброса загрязняющего вещества (t) можно определить по формуле:
V = hср Вср ((l0 + ( j Vср t)), м3,
где hср – средняя глубина реки, м; Вср – средняя ширина реки, м; l0 – начальная длина облака загрязнения, м; Vср – средняя скорость течения, м/с; t – время, от момента сброса загрязняющего вещества до расчетных расстояний; j – параметр, зависящий от коэффициента Шези (определяется по табл. 1).
t = L/Vср, сек,
где L – расстояние от места сброса загрязняющего вещества (2000, 5000, 10000 м).
Таблица 1
Значение параметра j
|
С |
j |
С |
j |
|
15 |
0,838 |
45 |
0,444 |
|
20 |
0,688 |
50 |
0,419 |
|
25 |
0,598 |
55 |
0,404 |
|
30 |
0,540 |
60 |
0,388 |
|
35 |
0,504 |
65 |
0,373 |
|
40 |
0,468 |
70 |
0,358 |
Длина области загрязнения за время t находится по формуле:
l = l0 + ( j Vср t), м.
Средняя концентрация загрязняющего вещества для всего объема загрязненной части водного потока вычисляется по формуле:
Sср
=
,%.
Полученные данные сводим в таблицу:
|
Длина пути облака загрязнения, L, м |
Объем загрязненной части реки, V, м3 |
Время, t, сек |
Длина области загрязнения, l, м |
Средняя концентрация загрязняющего вещества, Sср, % |
|
2000 |
|
|
|
|
|
5000 |
|
|
|
|
|
10000 |
|
|
|
|