Методические указания к практической работе «Оценка качества речной воды для хозяйственно-питьевого использования»
Составным элементом мероприятий по охране водного бассейна является нормирование качества воды. Под качеством воды понимают степень соответствия химических, физико-химических и санитарно-гигиенических характеристик потребностям людей или технологическим требованиям промышленности.
Нормирование качества состоит в установлении для воды допустимых значений показателей ее состава и свойств, в пределах которых надежно обеспечивается здоровье населения, благоприятные условия водопользования и экологическое равновесие водного объекта. Основные нормативные требования к качеству воды в водных объектах - соблюдение установленных ПДК, т.е. группы нормативных стандартов, оценивающих состояние водной экосистемы в целом.
В случае проточного водоема состав и свойства воды водных объектов должны соответствовать нормативам в створе, заложенном на водотоках в одном километре выше ближайшего по течению пункта водопользования.
Цель работы - определение концентрации вредного вещества в поверхностном водотоке на заданном расстоянии от выпуска.
Методика работы
Для того, чтобы определить степень разбавления сточных вод перед их отведением в водный объект (рис. 2), необходимо рассчитать коэффициент смешения стоков по уравнению Фролова-Родзиллера:
где Q - расход воды в искомом створе реки у места выпуска, м3/с;
q - количество сбрасываемой воды источников загрязнения, м3/с;
-
коэффициент, учитывающий гидравлические
условия смешения; определяется по
формуле:
.
Здесь
-
коэффициент извилистости реки;
=
(lo
- расстояние между местом сброса и местом
водопользования по фарватеру, м;
l - расстояние между местом сброса и местом водопользования по осям, м;
- коэффициент, зависящий от места сброса: при поверхностном выпуске сточных вод = 1,
а при выпуске над водой = 1,5;
E - коэффициент турбулентной диффузии, для равнинных рек определяется:
,
где Vср - средняя скорость течения реки на участке смешения, м/с;
Hср - средняя глубина русла реки, м.
Рис. 2. Схема распространения загрязнений в речной воде.
Таблица 3
Исходные данные к практической работе «Оценка качества речной воды для хозяйственно-питьевого использования»
Перечень |
Вариант |
|||||||||||||||||||
данных |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
Н, м |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,3 |
1,3 |
1,3 |
1,3 |
1,2 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
1,4 |
1,3 |
1,5 |
1,5 |
1,3 |
1,1 |
1,3 |
1,4 |
1,4 |
Vср, м/с |
0,6 |
0,7 |
0,6 |
0,7 |
0,6 |
0,5 |
0,7 |
0,6 |
0,5 |
0,6 |
0,6 |
0,6 |
0,5 |
0,7 |
0,7 |
0,6 |
0,7 |
0,6 |
0,8 |
0,7 |
|
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
1,0 |
1,5 |
1,5 |
1,0 |
Q, м3/с |
35 |
50 |
90 |
75 |
65 |
60 |
90 |
80 |
35 |
25 |
40 |
55 |
70 |
90 |
50 |
50 |
60 |
30 |
70 |
60 |
l, м |
3500 |
4000 |
3000 |
3500 |
4000 |
3000 |
3500 |
3500 |
4000 |
4000 |
2000 |
3000 |
3500 |
4000 |
2500 |
3500 |
4000 |
2000 |
3000 |
3000 |
q, м3/с |
0,6 |
0,7 |
1,0 |
1,1 |
0,9 |
0,8 |
0,7 |
1,2 |
1,2 |
1,1 |
0,9 |
1,2 |
1,2 |
1,0 |
1,1 |
1,2 |
1,0 |
0,8 |
0,9 |
0,9 |
|
1,41 |
1,42 |
1,40 |
1,35 |
1,41 |
1,38 |
1,39 |
1,42 |
1,29 |
1,31 |
1,32 |
1,33 |
1,34 |
1,35 |
1,37 |
1,38 |
1,40 |
1,41 |
1,36 |
1,37 |
ПДК |
<100 |
<500 |
<350 |
<3 |
<0,3 |
<0,7-1,5 |
<0,03 |
<5 |
<0,03 |
<3,5 |
<1000 |
<1000 |
<350 |
<1000 |
<0,03 |
<5 |
<0,03 |
<500 |
<0,7-1,5 |
6-9 |
Концентрация веществ в сточных водах, С |
8000 |
40000 |
4800 |
124 |
8,4 |
18,8 |
2,24 |
40 |
2,24 |
4,8 |
8000 |
12000 |
3500 |
15000 |
0,84 |
52 |
0,64 |
10000 |
10,5 |
56 |
Загрязнитель |
микроорга-низмы |
сульфаты |
хлор |
кишечные палочки |
железо |
фтор |
свинец |
медь |
нитраты |
цинк |
сухой остаток |
сухой остаток |
хлор |
сухой остаток |
свинец |
медь |
нитраты |
сульфаты |
фтор |
pH |
Размерность |
коли-титр |
мг/л |
мг/л |
коли-индекс |
мг/л |
мг/л |
мг/л |
мг/л |
мг/л |
мг/л |
мг/л |
мг/л |
мг/л |
мг/л |
мг/л |
мг/л |
мг/л |
мг/л |
мг/л |
--- |
После определения коэффициента смешения необходимо рассчитать кратность разбавления сточных вод по формуле
.
После проведенных расчетов определить:
во сколько раз уменьшается концентрация загрязняющего вещества С;
соответствует ли вода водного объекта нормам ПДК.
Затем необходимо сделать вывод о соответствии воды, отводимой для водопользования, нормативу. Если концентрация в месте водозабора выше ПДК, то необходимо повторять все расчеты, постепенно увеличивая l на 500-1000 м, до тех пор, пока качество воды не будет соответствовать нормативу.
Исходные данные для различных вариантов приведены в таблице 3.
В заключении работы необходимо сделать вывод о пригодности водопользования в соответствии с нормативом.