1 Смешение сточных вод с водой водоема-водоприемника
При выпуске сточных вод в проточный водоем полного смешения их не происходит. Фактически в смешении участвует только часть расхода воды реки. Степень смешения будет зависеть от соотношения расходов речной и сточных вод, скорости течения в реке, её глубины, извилистости, типа выпуска и расстояния от места выпуска до расчетного створа и ряда других факторов.
Для
более точного учета расхода воды в реке,
участвующей в смешении со сточными
водами, вводят так называемый коэффициент
смешения
.
Его рекомендуют определять по методу
Фролова и Родзиллера:
,
(1)
где
- расстояние по фарватеру от места
выпуска сточных вод до расчетного
створа, м;
-
расчетный расход воды в реке 95 %-ной
обеспеченности, м3/с;
-
средний расход сточных вод, м3/с;
-
основание натурального логарифма;
-
коэффициент, учитывающий влияние
гидравлических факторов:
,
(2)
где
- коэффициент извилистости русла реки
(отношение длины между двумя пунктами
по фарватеру к длине прямой);
-
коэффициент, зависящий от места выпуска
сточных вод, для берегового выпуска
=1,
для выпуска в фарватер
=1,5;
-
коэффициент турбулентной диффузии.
Для равнинных рек
,
(3)
где
- средняя скорость воды в реке, м/с;
-
средняя глубина водотока, м;
-
скоростной множитель (коэффициент
Шези);
-
функция
скоростного множителя,
|
|
при
|
|
при
|
.
Если
путь смешения состоит из отдельных
участков с резко отличающимися значениями
и
,
то
,
(4)
где
…
,
…
,
…
соответствуют длины, скорости и глубины
на участках
…
.
Скоростной
множитель
определяют
по формуле Павловского:
,
где
- гидравлический радиус потока, м, для
летних условий
;
-
коэффициент, который определяется по
упрощенным формулам:
при
м
при
м
где
- коэффициент шероховатости ложа реки,
определяемый по таблице 1.
Таблица 1 – Определение коэффициента шероховатости
|
Характеристика русла |
Коэффициент шероховатости
|
|
1 |
2 |
|
Естественное русло в весьма благоприятных условиях (чистое, не засоренное, прямое, земляное со свободным течением) |
0,025 |
|
Русло постоянных водотоков равнинного типа, преимущественно больших и средних рек, при благоприятном состоянии ложа и течении воды. Периодические потоки (большие и малые) при очень хорошем состоянии поверхности и формы ложа |
0,033 |
|
Сравнительно чистое русло постоянных равнинных водотоков в обычных условиях, извилистые, с некоторыми неправильностями в направлении струи или же прямые, но с неправильностями в рельефе дна (отмели, промоины, местами камни). Земляное русло периодических водотоков (сухих логов) в относительно благоприятных условиях |
0,04 |
|
Окончание таблицы 1 | |
|
1 |
2 |
|
Русла большой и средней рек, значительно засоренное, извилистое и частично засоренное, каменистое с неспокойным течением. Периодические (ливневые и весенние водотоки) с крупногалечным или покрытым растительностью ложем. Поймы больших и средних рек, сравнительно разработанные, покрытые нормальным количеством растительности (травы, кустарники) |
0,05 |
|
Русло периодического водотока, сильно засоренное и извилистое. Сравнительно заросшие, неровные, плохо разработанные поймы рек (промоины, кустарники, деревья с наличием заводей). Галично-валунное русло горного типа с неправильной поверхностью водного зеркала. Порожистые участки равнинных рек |
0,07 |
|
Река со слабым течением и поймой, значительно заросшей, с большими глубокими промоинами и валунные, горного типа, с неправильной поверхностью водного зеркала (с летящими вверх брызгами воды) |
0,08 |
|
Пойма такая же, как в предыдущей категории, но с резко выраженным косоструйным течением, заводями и пр. Горноводопадный тип русла с крупновалунным извилистым строением ложа, перепады ярко выражены, извилистость весьма сильная. |
0,1 |
|
Характеристика горной реки приблизительна та же, что и в предыдущей категории. Река болотного типа (заросли, кочки, во многих местах почти стоячая вода и пр.). Пойма с очень большими водными пространствами, с местными углублениями (озерами и пр.) |
0,133 |
|
Глухая пойма (сплошь лесная) |
0,2 |
Коэффициент
смешения
показывает, какая часть расхода воды
реки смешивается со сточными водами.
При подсчете коэффициента
можно
пользоваться вспомогательными данными,
приведенными в таблицах 2 и 3.
При расчетах не менее важно знать кратность разбавления сточных вод в максимально загрязненной струе расчетного створа. Коэффициент разбавления
.
(5)
В
ряде формул по определению допустимой
величины загрязнения сточных вод при
выпуске в водоем встречается множитель
,
который можно выразить через коэффициент
разбавления
(6)
Таблица
2 – Значение
|
|
Коэффициент
турбулентной диффузии
| ||||||
|
0,002 |
0,003 |
0,004 |
0,005 |
0,006 |
0,007 |
0,008 | |
|
0,1 |
0,272 |
0,311 |
0,342 |
0,369 |
0,392 |
0,413 |
0,431 |
|
0,2 |
0,215 |
0,247 |
0,272 |
0,292 |
0,311 |
0,327 |
0,342 |
|
0,4 |
0,171 |
0,196 |
0,216 |
0,230 |
0,248 |
0,258 |
0,272 |
|
0,6 |
0,144 |
0,171 |
0,189 |
0,200 |
0,215 |
0,230 |
0,236 |
|
0,8 |
0,136 |
0,158 |
0,171 |
0,182 |
0,196 |
0,210 |
0,215 |
|
1,0 |
0,126 |
0,144 |
0,158 |
0,171 |
0,182 |
0,190 |
0,200 |
|
1,4 |
0,112 |
0,129 |
0,148 |
0,152 |
0,163 |
0,171 |
0,179 |
|
1,8 |
0,103 |
0,119 |
0,130 |
0,141 |
0,149 |
0,157 |
0,159 |
|
2,0 |
0,100 |
0,115 |
0,126 |
0,136 |
0,144 |
0,152 |
0,158 |
|
3,0 |
0,090 |
0,100 |
0,109 |
0,119 |
0,126 |
0,132 |
0,139 |
,
м3/с
Таблица
3 – Значение
|
|
Коэффициент,
учитывающий влияние гидравлических
факторов,
| ||||||
|
0,10 |
0,15 |
0,20 |
0,25 |
0,30 |
0,35 |
0,40 | |
|
500 |
0,450 |
0,304 |
0,206 |
0,138 |
0,094 |
0,063 |
0,042 |
|
1000 |
0,370 |
0,210 |
0,135 |
0,080 |
0,074 |
0,071 |
0,067 |
|
2000 |
0,286 |
0,152 |
0,081 |
0,043 |
0,023 |
0,012 |
0,006 |
|
3000 |
0,226 |
0,108 |
0,052 |
0,025 |
0,012 |
0,006 |
0,003 |
|
4000 |
0,205 |
0,092 |
0,042 |
0,019 |
0,009 |
0,004 |
0,002 |
|
5000 |
0,180 |
0,076 |
0,033 |
0,014 |
0,006 |
2,510-3 |
1,110-3 |
|
6000 |
0,163 |
0,066 |
0,027 |
0,011 |
410-3 |
1,810-3 |
0,810-3 |
|
7000 |
0,147 |
0,058 |
0,022 |
0,009 |
3,210-3 |
1,210-3 |
0,710-3 |
|
8000 |
0,137 |
0,050 |
0,019 |
0,007 |
2,710-3 |
0,910-3 |
0,510-3 |
|
9000 |
0,125 |
0,045 |
0,016 |
5,610-3 |
210-3 |
0,710-3 |
0,2810-3 |
|
10000 |
0,117 |
0,041 |
0,014 |
4,810-3 |
1,2810-3 |
0,6210-3 |
0,2110-3 |
|
15000 |
0,094 |
0,026 |
0,008 |
2,310-3 |
0,9610-3 |
0,210-3 |
0,710-3 |
|
20000 |
0,065 |
0,017 |
0,004 |
1,110-3 |
0,4110-3 |
0,810-3 |
0,210-3 |
,
м