Методические указания к решению задачи

При решении задачи используется метод Фролова – Родзиллера.

Этот метод получил наибольшее распространение, и применим для больших и средних водотоков. В соответствии с этим методом определяется коэффициент смешения, который находят:

(1)

где

(2)

где L – расстояние по фарватеру реки от места спуска сточных вод в водоем до створа ближайшего пункта водопользования, км;

α- коэффициент, учитывающий влияние гидрологических факторов смешения сточных вод.

(3)

где ξ – коэффициент, зависящий от расположения выпуска сточных вод: при выпуске у берега ξ = 1, при выпуске в фарватер (русло) ξ = 1,5 );

φ- коэффициент извилистости водотока.

(4)

где L- расстояние по фарватеру реки от мести спуска сточных вод в водоем до створа ближайшего пункта водопользования, км;

l - расстояние от места выпуска сточных вод в водоток до створа ближнего пункта водопользования по прямой, км.

Далее по формуле М.В.Потапова определяем коэффициент турбулентной диффузии, который рассчитывается в упрощенной форме для равнинных рек:

(5)

где V_в – средняя скорость течения на участке между выпуском сточных вод в водоток и створом пункта водопользования, м/с;

Н_в– средняя глубина водотока на том же участке, м.

Основное уравнение смешения сточных вод предприятий с природными имеет вид:

(6)

где Q_в - расход воды в водотоке, м³/сут;

q_в - расход сточных вод, м³/сут;

С_ф -концентрации данного вредного компонента в водотоке (фоновая),

мг/л;

С_ст -концентрации данного вредного компонента в сточных водах, мг/л;

С_ппв - концентрации данного вредного компонента перед расчетным пунктом водопользования, мг/л;

g – коэффициент смешения, показывающий долю воды в водотоке, участвующей в смешении.

Решая это уравнение относительно С_ппв, имеем

(7)

Данная формула позволяет сделать прогноз санитарного состояния воды при всех заданных параметрах, входящих в нее. Если вредные компоненты сточных вод (или хотя бы один) имеют различные признаки вредности, то прогноз осуществляется путем сравнения С_ппв с установленным для данного вещества значением ПДК:

(8)

Если , то прогноз благоприятен и, следовательно, меры, предпринимаемые предприятием по очистке и (или) разбавления сточных вод, достаточны.

При выпуске сточных вод в водоток происходит снижение концентрации загрязняющих веществ за счет перемешивания сточной воды с водной средой. Интенсивность процесса количественно характеризуется кратностью разбавления n и зависит в основном от размеров водотока, скорости и направления движения в нем воды.

Для водоемов с направленным движением расчет кратности разбавления производят по формуле:

(9)

В начальном сечении кратность разбавления равна 1, поскольку коэффициент смешения γ=0.

Максимальная предельная концентрация вредного вещества С^lim_ст в сточных водах, которая не вызовет загрязнение водотока свыше установленного норматива (С_ПДК) определяется по формуле:

(10)

Значение С^lim_cт положено в основу проектирования мероприятий по санитарной охране водного объекта. По результатам решения уравнения (10) можно определить те условия, при которых разбавление стоков в водотоке до ПДК невозможно, и сброс должен быть вообще исключен.

Пример

Предприятие осуществляет сосредоточенный выпуск в водоток сточных вод, содержащих вредные компоненты, концентрация которых равна С_ст.нефть =1,6 мг/л; С_ст.свинец =0,4 мг/л; С_ст.ОП-7 =0,06 мг/л. Фоновая концентрация вредных веществ в водотоке – С_ф.нефть=0,35 мг/л; С_ф.свинец=0,04 мгл/л; С_ф.ОП-7 =0,17 мг/л. Выпуск сточных вод производится у берега ξ=1 с максимальным расходом q_ст.=1м³/с. Расчетный створ пункта водопользования расположен от места выпуска сточных вод на расстоянии L=77 км ниже по течению водотока. Расстояние от места выпуска сточных вод в водотокдо створа ближнего пункта водопользования по прямой l=66 км. На участке смешения водоток имеет средний объемный расход Q_в=110 м³/с, среднюю глубину русла – Н_в=4,2 м и среднюю скорость потока – V_в.=4,2 м/с.