Орлов Контроль качества поверхностных вод

Ах необходимо вычислить коэффициент Шези С и коэффициент

114

к усилению кинетической неоднородности потока), которыми мы пренебрегли в предыдущее решении. Учет этих факторов (ускоряющих процесс перемешивания) осуществляется путем введения корректирующих множителей к коэффициенту диффузии.

симость, приведенная на рис. 7.2. В расчете по схеме плоской задачи учет этого фактора осуществляется путем введения в формулу для определения Ах величины £>0бщ вместо D:

Исходными данными являются поля концентраций, вычисленные при выполнении работы 7.2.3 (рис. 7.10). Для оценки влияния поперечной циркуляции и изменчивости глубин на протяженность зоны загрязнения необходимо сравнить значения Ошах в расчетном створе, вычисленные только по схеме плоской задачи (7.2.3) и по схеме плоской задачи с учетом .Кобщ-

Дополнительные данные: Нтах, ср = 0>68 м.

Решение.

1. Вычисляется величина vz, ср по формуле (7,5): ср=0,025 м/с.

2. Находится величина со по формуле (7.7) : со = 0,06 м/с.

3. Рассчитывается отношение

0)0,06

116

торов, интенсифицирующих процесс перемешивания, эта концент-

в 27,4 % будет иметь место уже на расстоянии 288 м от места выпуска. Продолжив расчет, получим, что на расстоянии 570 м концентрация загрязняющих веществ снижается До требуемой (20 %), следовательно, при заданных условиях можно осуществлять сброс сточных вод.

Рассмотренные выше методы расчета разбавления могут быть названы детальными, так как они позволяют получить распределение концентраций загрязняющих веществ во всей области распространения сточных вод в реках (поле концентраций загрязняющих веществ в потоке). В некоторых случаях требуется опреде- ' лить либо максимальную концентрацию сточных вод Smax на заданном расстоянии от места их поступления, либо определить, на каком расстоянии будет иметь место требуемая кратность разбавления п.

Определение" максимальных концентраций загрязняющих веществ на заданныхрасстояниях от, места сброса сточных вод (а следовательно, и определение кратности разбавления в этих створах) может быть выполнено при использовании так называемых упрощенных методов расчета. Ниже будут рассмотрены дварасчетных метода: экспресс-метод ГГИ и метод ВОДГЕО.

117

Расчетная формула, позволяющая вычислить значения Зщах на заданных расстояниях L от места сброса, имеет вид

глубина, характеризующая форму русла, определяемая по отношению

Формулы (7.25) и (7.27) позволяют вычислять максимальную концентрацию загрязняющего вещества на любом расстоянии от выпуска сточных вод или решить обратную задачу —найти расстояние до створа с заданным значением максимальной концентрации.

стоянии L = 100 м от сброса.

118

•Решение.

1.На основании формулы (5.2) определяется Sn'-

По табл. 7.6 зависимости М и N от С снимаем по oKpy^eHHOMv значению С = 10; величины М—13,0 и N=13,3.

4. Используя формулу (7.27), находим расстояние от места выпуска сточных вод до створа, на котором будет иметь место заданное значение Smax:

( 1 0 7 ^ ' 4 2 ) (34.6 + 0.5) 1.3

5. Для определения Smax на расстоянии 100 м от сброса используем формулу (7.25):

2. Метод ВОДГЕО (метод В. А. Фролова и И. Д. Родзйллера). Метод позволяем определить расстояние L до створа с заданной степенью перемешивания Р.

Стёпень перемешивания Р характеризует отклонение макси: мальной концентрации Smax от средней концентрации S n и вычисляется по формуле

Если в рассматриваемом створе реки Р = 8 0 — 9 0 %, то Sma x незначительно отличается от S„.n такой створ принято считать ство-

119

ром достаточного яеремёшивания. Для вычисления расстояния' до створа с'любой заданной степенью перемешивания Lp исполь-

• ' / Ш - п о ,

ЛР

где а — коэффициент, учитывающий гидравлические условия в потоке и определяемый по эмпирической зависимости

здесь ф — коэффициент извилистости реки; g— коэффициент, учитывающий положение места выпуска сточных вод (при выпуске •у берега g = l , при выпуске в середине потока g = l , 5 ) ; ^ — коэффициент, зависящий от отношения скорости сточных вод к скорости потока,

стояния до створа с любой степенью перемешиванйя, т. е. для оп-

максимальную концентрацию Smax и расстояние до створа достаточного перемешивания Ls0% .

120

Расстояние Д6 створа достаточного перемешивания ig0»/(|, т. ё. до створа, где Sm ax=l,78 %, находим по формуле (7.29):

7.2.6. Расчет начального разбавления с учетом конструктивных особенностей сбросных устройств (метод Л ИСИ)

В настоящее время для сброса сточных вод в водные объекты j широко применяются рассеивающие выпуски, обеспечивающие i ускорение процесса разбавления. Основными факторами, опре—^ деляющими интенсификацию процесса разбавления сточных вод, сбрасываемых через рассеивающие выпуски, являются рассредоточение загрязняющих веществ по ширине реки и ускорение процесса .разбавления, обусловленное конструкциями сбросных устройств. Формирующаяся ниже сбросного сооружения зона ^ носит название зоны начального разбавления, в которой процесс разбавления происходит вследствие увлечения окружающей жид? кости турбулентным струйным потоком, образующимся при исте: '

нескольких глубин потока. : -

Инженера-гидролога в первую очередь интересует определение кратности начального разбавления па и протяженность зоны начального разбавления LH.P.

Начальное разбавление обусловлено различием скорости истечения сточной жидкости из оголовка выпуска (и0т) и скорости движения окружающей массы воды (уСр)- Разность, скоростей приводит к возникновению турбулентного струйного потока при-; соединяющего м^ассы воды из окружающего пространства. Это приводит к увеличению поперечного сечения и расхода струи и к постепенному уменьшению скорости течения в струе и концент-

Начальное разбавление рекомендуется учитывать для следующих условий: при соотношении скоростей потока и выпуска fc.T^4wCp или при О ^ т ^ 0 , 2 5 при абсолютных скоростях истечения струй из выпуска, больших 2,0 м/с.

121

• Начальное разбавлеййб рассчитывается для уЧасткй от места выпуска до сечения, где струя не может больше присоединять: новые объемы чистой воды. Это сечение следует принимать расположенным там; где скорость" на оси струи на 0,1—0,15 м/с превышает среднюю скорость потока или, где соседние струи, выходя-

.щйе из рассеивающего выпуска, начинают соприкасаться. Расчетный диаметр загрязненной струи в сечении, где происходит соприкосновение струй рассеивающего выпуска, определяется расстоянием между оголовками и находится по соотношению

Начальное разбавление в стесненной струе (ин. с) вычисляется

Функция f , учитывающая стеснение струи, находится по

специальному графику в зависимости от отношения глубины потока Н к диаметру нестесненной струи d в расчетном сечении (рис. 7.12).

*; Определение расстояния до створа, где заканчивается начальное разбавление, выполняется по зависимости

Если через рассеивающий выпуск, имеющий } оголовков, сбрасывается объем сточных вод QCt, то расход сточных вод, вытекающих из каждого оголовка ^ст, находится из отношения

122