Расчет ПДС на бассейновом уровне

На бассейновом уровне определяются основные расчетные характеристики для расчета норматива ПДС, установления лимита сброса загрязняющих веществ отдельного выпуска в водный объект и расчет норматива ПДС загрязняющих веществ для водохозяйственного района (участка) водного объекта.

Порядок определения расчетных характеристик следующий:

· бассейн реки разбивается на водохозяйственные районы (участки) с учетом природных и хозяйственных факторов. Контрольные створы назначаются в конце каждого водохозяйственного участка, расчетные створы назначаются в устьях крупных притоков, в местах крупных водозаборов и сброса сточных вод, в створах гидрометрических станций с постоянным режимом наблюдений. Фоновый створ назначается в створе водного объекта, выше которого водный объект не испытывает антропогенного вредного воздействия;

· определяются естественные фоновые концентрации «Сф» химических веществ в фоновом створе. За фоновую концентрацию вещества принимается статистически обоснованная верхняя доверительная граница средних значений концентраций этого вещества, рассчитанная по результатам химических наблюдений за последние 5 лет с вероятностью Р = 0,95 для наиболее неблагоприятных гидрологических условий или наиболее неблагоприятного в отношении качества воды периода (сезона) года;

· определяется необходимость разработки региональных нормативов качества воды водного объекта, составляется перечень химических веществ, по которым необходима разработка региональных нормативов. Разработка региональных нормативов необходима, когда Сф> Спдк в фоновом створе;

· по всему бассейну в привязке к водохозяйственным районам (участкам) составляется схема расположения источников загрязнения водного объекта, включая диффузные и иные источники вредного воздействия на качество вод водного объекта, места водозаборов и сброса сточных вод в водный объект. Составляется список водопользователей, определяется расчетные расходы сточных вод, их свойства и состав, скорость истечения сточной воды через водовыпуск перед сбросом в водный объект;

· в зависимости от свойств и состава сточных и речных вод определяется перечень нормируемых и контролируемых показателей;

· по каждому расчетному створу водного объекта определяются расчетные расходы воды в водном объекте.

В качестве расчетных расходов воды могут быть: для незарегулированных водотоков – минимальный среднемесячный расход воды летней и зимней межени года 95% обеспеченности; для зарегулированных водотоков – гарантированный экологический попуск, установленный в Правилах использования водных ресурсов. Кроме этого расчетные расходы водотоков должны соответствовать наиболее неблагоприятному сочетанию гидрологических и гидрохимических условий, поэтому в каждом конкретном случае определение расчетных расходов воды индивидуально.

· по каждому расчетному створу определяются гидравлические параметры (средняя площадь живого сечения, скорость течения, расстояние между створами, скорость ветра над водоемом, коэффициент шероховатости водоема в зоне течения), соответствующие расчетным расходам воды по каждому водохозяйственному району (участку).

· определяется коэффициент неконсервативности для каждого расчетного участка водного объекта.

В основу расчета норматива ПДС для водохозяйственного района (участка) положена математическая зависимость.

Расчет ПДС на бассейновом уровне - student2.ru (2)

где:

Со, Се, Сj – концентрации загрязняющих веществ в воде соответственно в начальном створе, притоке с водосборной площади и сточных водах;

Qо – расход воды в реке в начальном створе;

qe, qj, qисп – расходы, приходящие на единицу длины реки соответственно притока с водосборной площади, сбрасываемых в реку сточные воды, на испарение;

K – коэффициент деструкции;

ω – площадь поперечного сечения потока;

х – расстояние между створами;

Эта зависимость получена в результате решения уравнений учитывающих диффузионные процессы и процессы распада неконсервативных веществ.

Расчет ПДС на бассейновом уровне - student2.ru (3)

где Qо и Q – начальный и текущий расход в реке;

Со, С – начальная и текущая концентрация;

Cст. – концентрация загрязняющего вещества;

qст, qф, qи – удельные расходы воды сточных вод, фильтрации из русла и испарения;

Порядок расчета норматива ПДС загрязняющих веществ для водохозяйственных районов следующий:

– расчет норматива ПДС начинается с первого створа. Для этого в зависимости величина «С» приравнивается к СПДК, а искомой величиной является ∑СjQj;

– рассчитываются изменения концентрации «С» каждого вещества от створа К-1 к створу К по зависимости (4.2.2), начиная со второго створа и до последнего, при этом для каждого створа в зависимости (4.2.2) Со приравнивается к СПДК;

– нормативы ПДС загрязняющих веществ во всех створах, кроме первого рассчитываются по зависимости:

СПДК×Qк – С×Qк–1 (4)

где Qк и Qк-1 – расчетные расходы воды в водном объекте в К и К-1 створах.

Расчет норматива ПДС отдельного выпуска в водоем

Нормативы ПДС для выпусков сточных вод в водохранилища и озера определяются для каждого выпуска сточных вод по формуле:

Норматив ПДС=qСПДС (5)

Расчетная формула для определения Спдс:

а) для консервативных веществ

Спдс = Сф + n×(Спдк – Сф); (6)

б) для неконсервативных веществ

Спдс = Сф + n×(Спдк × ekt- Сф); (7)

где:

Спдк — предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в воде водоема, г/м3;

Сф — фоновая концентрация загрязняющего вещества в водотоке выше выпуска сточных вод;

n — кратность общего разбавления сточных вод в водотоке;

k — коэффициент неконсервативности, 1/сут;

t — время добегания от места выпуска сточных вод до расчетного створа, сут.

Кратность общего разбавления равна произведению кратности начального разбавления на кратность основного:

n=nH×no (8)

Кратность начального и основного разбавления рассчитывается по методу М. А. Руффеля для двух случаев расположения выпуска:

– выпуск в мелководную часть или в верхнюю треть глубины водоема, загрязненная струя распространяется вдоль берега под воздействием поверхностного течения, имеющего одинаковое с ветром направление;

– выпуск в нижнюю треть глубины водоема, загрязненная струя распространяется к береговой полосе против выпуска под воздействием донного компенсационного течения, имеющего направление, обратное направлению ветра.

Исходные данные:

– расход сточных вод выпуска q, м3/с;

– скорость ветра над водой в месте выпуска сточных вод V, м/с;

– средняя глубина водоема вблизи выпуска Нср, м.

В зависимости от средней глубины водоема Н0, средняя глубина Нср определяется на участке ∆L

Н0, м ∆L, м

3 ¸ 4 100

5 ¸ 6 150

7 ¸ 8 200

9 ¸ 10 250

– расстояние до контрольного створа L, м.

Алгоритм расчета:

1) Определяется кратность начального разбавления:

при выпуске в мелководье или в верхнюю треть глубины водоема

Расчет ПДС на бассейновом уровне - student2.ru (9)

при выпуске в нижнюю треть глубины

Расчет ПДС на бассейновом уровне - student2.ru (10)

2) Расчет ПДС на бассейновом уровне - student2.ru
Определяется кратность основного разбавления:

при выпуске в мелководье или в верхнюю треть глубины водоема

Расчет ПДС на бассейновом уровне - student2.ru (11)

где Расчет ПДС на бассейновом уровне - student2.ru или по таблице 4.2.1.

– при выпуске в нижнюю треть глубины водоема

Расчет ПДС на бассейновом уровне - student2.ru (12)

где Расчет ПДС на бассейновом уровне - student2.ru или по таблице 4.2.2.

Таблица 4.2.1. Значение no, случай – выпуск в мелководье

Нср, м L, м
7,68 12,18 22,18 51,57 105,09 204,17 387,79
4,86 7,16 11,27 19,84 30,26 43,62 61,01
3,84 5,46 8,20 13,28 18,64 24,67 31,63
3,29 4,58 6,69 10,39 14,02 17,85 22,00
2,94 4,02 5,76 8,73 11,51 14,33 17,27
2,69 3,63 5,13 7,63 9,92 12,16 14,45
2,51 3,35 4,67 6,85 8,80 10,68 12,56
2,37 3,12 4,32 6,25 7,97 9,60 11,20
2,16 2,80 3,80 5,41 6,80 8,10 9,36
2,02 2,57 3,44 4,83 6,02 7,11 8,16
1,91 2,40 3,18 4,40 5,45 6,40 7,30
1,82 2,27 2,97 4,08 5,01 5,86 6,65

Таблица 4.2.2. Значение n0, случай – выпуск в нижнюю треть глубины водоема

Наши рекомендации