Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Фонова концентрация.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
10.02.2016
Размер:
290.55 Кб
Скачать

 

 

 

 

 

 

F Tran

sf

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

Y

P

 

 

 

 

or

e

 

B

Y

 

 

 

 

 

 

 

m

B

 

 

 

 

 

 

buy

r

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

0

A

 

 

 

 

 

 

 

to

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

here

 

 

 

 

 

 

 

 

Click

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

w.

 

 

 

 

o

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

A BBYY

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА

1.1 Основні поняття, їх визначення і тлумачення

AB

 

 

 

 

 

F Tran

sf

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

Y

P

 

 

 

 

or

e

B

Y

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

buy

r

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

to

 

 

.

 

 

 

 

 

 

here

 

 

 

 

 

 

 

Click

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

w.

 

 

 

 

o

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

A B BYY

c

 

 

 

 

 

 

 

 

Водоток – водний об'єкт, що характеризується рухом води у напрямі

 

 

ухилу в поглибленні земної поверхні.

 

 

 

 

 

 

 

 

Якість

води

характеристика

складу і властивостей води, яка

 

 

визначає її придатність для конкретних видів водокористування.

 

 

 

 

Норми якості води– встановлені значення показників якості води

 

для конкретних видів водокористування.

 

 

 

 

 

 

 

 

Гранично допустиме скидання– максимально допустима до

 

відведення маса речовини в стічних водах з установленим режимом в

даному пункті (створі) водного об'єкту за одиницю часу що забезпечує

 

норми якості води в контрольному пункті.

 

 

 

 

 

 

 

Самоочищення води – сукупність природних процесів, направлених

 

 

на відновлення екологічного благополуччя водного об'єкту.

 

 

 

 

Стічні води – води, що відводяться після використання в побутовій і

 

 

виробничій діяльності людини.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2 Загальні положення

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розрахунок кількісних значень показників хімічного складу

і

властивостей води водотоків вище проектованого або діючого випуску

 

стічних вод (далі для вказаних величин використовується термін„фонові

 

 

концентрації хімічних речовин”) повинен періодично проводитися з метою

 

 

встановлення оптимального ступеня очищення, режиму і умов скидання

 

стічних вод, при яких якість води водотоку нижче за скид стічних вод

 

відповідатиме встановленим нормам.

 

 

 

 

 

 

 

 

Фонові

концентрації

хімічних

речовин

розраховуються

для

конкретного

створу

водотоку

і є

кількісною

характеристикою

змісту

речовин

в

цьому

 

створі

при

найбільш

 

несприятливих

,

ситуаціях

обумовлених як природними умовами формування хімічного складу і

властивостей води, так і впливом всіх джерел забруднення, розташованих

 

 

вище даного створу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

За фонову концентрацію речовиниCф* приймається статистично

 

 

обґрунтована

верхня

довірча

межа

можливих

середніх

 

значен

концентрацій цієї речовини, яка розрахована за даними гідрохімічних

 

спостережень

для найбільш несприятливих гідрологічних умов

або

найбільш несприятливого відносно якості води періоду(сезону) в річному

 

 

циклі.

 

 

 

 

 

речовиниCф*

 

 

 

 

 

 

Значення фонової

концентрації

розраховується

для

 

5

AB

 

 

 

 

 

F Tran

sf

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

Y

P

 

 

 

 

or

e

B

Y

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

buy

r

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

to

 

 

.

 

 

 

 

 

 

here

 

 

 

 

 

 

 

Click

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

w.

 

 

 

 

o

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

A BBYY

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F Tran

sf

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

Y

P

 

 

 

 

or

e

 

B

Y

 

 

 

 

 

 

 

m

B

 

 

 

 

 

 

buy

r

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

0

A

 

 

 

 

 

 

 

to

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

here

 

 

 

 

 

 

 

 

Click

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

w.

 

 

 

 

o

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

A B BYY

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

конкретних створів водотоків і вважається статистично обґрунтованим, якщо воно визначене з довірчою вірогідністю Р=0,95.

В цілях можливості здійснення контролю, перевірки і корегування розрахованих значень фонової концентрації речовини, створ, що задається

для

визначення

фонової

концентрації

 

*

 

 

речовиниC , повинен

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ф

 

 

розташовуватися вище проектованого або діючого випуску стічних вод на

 

1 км для великих і середніх річок, на 500 м для малих річок.

 

 

 

 

Якщо між створом, для якого розраховуються фонові концентрації, і

 

створом, де планується здійснення скидання стічних вод, є притоки, то для

 

гирлової

частини

цих

притоків

фонові

концентрації

розраховуються

окремо.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найбільш

 

несприятливішими

розрахунковими

 

гідрологічними

умовами слід вважати:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

для

незарегульованих

водотоківякнайменша (мінімальна)

 

середньомісячна витрата води року 95%-й забезпеченості;

 

 

 

 

б) для зарегульованих водотоків – встановлена гарантована витрата

 

води нижча за дамбу(санітарний попуськ) при обов'язковому виключенні

 

можливості зворотних течій в нижньому б'.єфіВ тому випадку, якщо

 

систематичні спостереження не проводилися, то спочатку визначають

 

середньорічну

витрату 95%-у

забезпеченості.

Потім,

враховуючи

 

внутрішньорічний

розподіл

стоку

річки-аналога

або

користуючись

схемами внутрішньорічного розподілу стоку по районах, встановлюють

 

розрахункову середньомісячну мінімальну витрату для цього характерного

 

року.

Визначення фонової концентрації для будь-якої речовини полягає в

 

 

 

знаходженні Cф* , відповідної вищезгаданим розрахунковим гідрологічним

 

умовам. Для періодично пересихаючих і перемерзаючих ділянок водотоків,

 

а також в тому випадку, якщо відсутній достатньо надійний статистичний

 

зв'язок

між

концентрацією

речовини

і

витратою

річкової,

води

розраховується

значення фонової

концентрації речовиниCф* за

найбільш

 

несприятливіший відносно якості води період в річному циклі.

 

 

 

У разі нерівномірного розподілу концентрації речовини в перетині

 

заданого створу водотоку(наприклад, в зоні неповного перемішування

 

річкової води із стічною водою або водою притоки) найважливішим

 

параметром є та Cф* , яка розрахована окремо для струменя з найвищою

 

концентрацією

цієї

речовини(далі

цей

 

струмінь

називатимемо

контрольним струменем або, якщо йдеться про вплив на хімічний склад

 

річкової

води

конкретного

скидання

 

стічних,

максимальновод

 

забрудненим

струменем).

Значення

фонової

 

концентрації

речовини,

отримане

в

 

контрольному

струмені

 

заданого

створу ,

водоток

представляють як кінцевий результат розрахунку.

 

 

 

 

 

6

AB

 

 

 

 

 

F Tran

sf

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

Y

P

 

 

 

 

or

e

B

Y

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

buy

r

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

to

 

 

.

 

 

 

 

 

 

here

 

 

 

 

 

 

 

Click

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

w.

 

 

 

 

o

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

A BBYY

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F Tran

sf

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

Y

P

 

 

 

 

or

e

 

B

Y

 

 

 

 

 

 

 

m

B

 

 

 

 

 

 

buy

r

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

0

A

 

 

 

 

 

 

 

to

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

here

 

 

 

 

 

 

 

 

Click

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

w.

 

 

 

 

o

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

A B BYY

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для розрахунку фонової концентрації речовини Cф* використовують результати систематичних вимірів, при отриманні яких не змінювалися:

-методика відбору і аналізу проб води;

-водний режим водотоку (зарегулювання, забір води і т.п.);

-характер надходження хімічної речовини на вище розташованій ділянці водотоку.

При розрахунку фонової концентрації речовини Cф* слід враховувати

тільки ті створи спостережень, де є дані не менше ніж за один рікпри щомісячній, щодекадній або ще більш дробовій системі відбору проб води; не менше ніж за дворічний період при6-11- разовому відборі проб води в рік; не менше ніж за трирічний період при4-5-разовому відборі проб води в рік. Основна умова - щоб виміри проводилися у всі характерні сезони не

менше одного року і мінімальне число даних в кожному сезоні за розрахунковий період було не менш трьох.

Результати гідрохімічних вимірів на середніх і великих річках в створах, розташованих приблизно на500 м нижче контрольованого випуску стічних вод, дозволяється використовувати для розрахунку тільки в тому випадку, якщо відбір проб води в них здійснювався з урахуванням місцеположення максимально забрудненого струменя.

Розрахункова фонова концентрація Cф* дійсна протягом трьох років з

дня визначення, після чого підлягає перегляду. У випадку значної зміни водного режиму водотоку, а також введення, закриття або реконструкції крупних підприємств, що скидають стічні води на вище розташованих ділянках водотоку, значення фонової концентрації речовини Cф* незалежно

від термінів їх встановлення обов'язково корегуються.

1.3

Методика

розрахунку

фонових

концентрацій

хімічних

речовин у воді водотоків

 

 

 

Існує

наступна

послідовність

визначення фонової

концентрації

речовини C* :

 

 

 

 

 

ф

 

 

 

 

1)виділення в заданому створі максимально забрудненого струменя;

2)оцінка достовірності статистичного зв'язку між концентрацією

речовини

і

витратою

води

у

вод(окремотоці

для

максимально

забрудненого струменя і маси решти води у водотоці); розрахунок фонової

концентрації речовини за наявності достовірного

статистичного зв'язку

між вказаними параметрами;

 

 

 

 

 

3)розрахунок фонової концентрації речовини для випадку, коли систематичні спостереження протягом останніх трьох років проводилися не рідше ніж один раз в місяць;

4)розрахунок фонової концентрації речовини для випадків, коли

7

AB

 

 

 

 

 

F Tran

sf

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

Y

P

 

 

 

 

or

e

B

Y

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

buy

r

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

to

 

 

.

 

 

 

 

 

 

here

 

 

 

 

 

 

 

Click

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

w.

 

 

 

 

o

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

A BBYY

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F Tran

sf

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

Y

P

 

 

 

 

or

e

 

 

B

Y

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

B

 

 

 

 

 

 

buy

r

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

A

 

 

 

 

 

 

 

to

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

here

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Click

 

 

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

w. .

o

 

 

 

 

 

 

 

A B BYY

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

спостереження проводилися рідше, ніж один раз в місяць;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5) перерахунок фонової концентрації речовини, одержаної в створі

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

систематичних гідрохімічних спостережень, на інший заданий створ

 

 

 

 

 

 

 

водотоку.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Виділення в заданому створі максимально забрудненого струменя

 

 

 

 

 

 

 

проводиться тільки в тому випадку, якщо число

точок контролю за

 

 

 

 

 

 

 

складом води в даному створі перевищує одиницю і спостереження

 

 

в

 

 

 

 

кожній точці контролю проводилися на протязі одного року.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для кожної точки контролю в створі

водотоку розраховується

 

 

середнє значення концентрації даної речовини по формулі:

 

 

 

 

 

 

 

 

1

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сф =

 

åСф,і ,

 

 

(1.1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n i=1

 

 

 

де

 

ф - середня концентрація речовини в даній точці контролю;

 

С

 

Сф,і - і-е значення концентрації речовини в цій точці;

 

n - кількість значень Сф,і , узятих для визначення

 

ф .

 

С

 

Перед

розрахунком

 

ф з

 

загальної

кількості

визначених

С

 

концентрацій речовини повинні видалені аномально високі або низькі значення концентрації, поява яких може бути пов'язана тільки з грубими помилками при отриманні інформації або аварійними ситуаціями на водному об'єкті.

Точка контролю, для якої набуте значення середньої концентрації найбільше, приймається за основну (опорну). Якщо концентрація речовини в основній точці контролю істотно відрізняється від концентрацій цієї речовини в "сусідніх" (справа, зліва, вище, нижче) точках, то слід вважати,

що результати спостережень в основній точці контролю характеризують якість води в максимально забрудненому струмені.

Якщо концентрація речовини в основній вертикалі відрізняється від концентрацій цієї речовини в одній або декількох сусідніх(справа, зліва, вище, нижче) точках контролю неістотно, то слід вважати, що всі ці точки розташовані в одному контрольному струмені. Для отримання єдиного ряду концентрацій, що характеризують склад води в цьому струмені,

результати

спостережень, одержані

у вказаних точках

контролю

за

розрахунковий період, об'єднують і усереднюють.

 

 

Аналогічне усереднювання результатів

спостережень

виконують

і

для точок контролю, що не увійшли до контрольного струменя.

 

 

У заданому створі слід виділяти не більш двох умовно ізольованих

 

мас води: контрольний струмінь і частину решти річкової води з нижчими

 

концентраціями забруднюючої речовини.

 

 

 

Для

кожної виділеної маси

води

визначають приблизну частку

8

AB

 

 

 

 

 

F Tran

sf

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

Y

P

 

 

 

 

or

e

B

Y

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

buy

r

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

to

 

 

.

 

 

 

 

 

 

here

 

 

 

 

 

 

 

Click

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

w.

 

 

 

 

o

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

A BBYY

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F Tran

sf

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

Y

P

 

 

 

 

or

e

 

B

Y

 

 

 

 

 

 

 

m

B

 

 

 

 

 

 

buy

r

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

0

A

 

 

 

 

 

 

 

to

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

here

 

 

 

 

 

 

 

 

Click

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

w.

 

 

 

 

o

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

A B BYY

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

витрати води водотоку в меженний період.

Оцінку значущості відмінності порівнюваних вибірок концентрацій речовини слід здійснювати за допомогою непараметричного статистичного

критерію Вількоксона-Манна-Вітні (критерій u ) [3].

*

Суть даної методики полягає в наступному.

Значення концентрацій обох вибірок розташовують в загальну зростаючу послідовність, наприклад у вигляді:

 

y1

x1 x2

y2

y3

y4

x3

y5 y6 x4

 

 

де x1,.....,x4

- концентрації першої вибірки;

 

 

 

 

y1,.....,y6 - концентрації другої вибірки.

 

 

в

загальній

зростаючі

Кожному

значенню

 

концентрації

 

послідовності привласнюється ранг, наприклад:

 

 

 

 

 

y1

x1 x2

y2

y3

y4

x3

y5 y6 x4

(1.2)

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

 

Якщо в першій і другій вибірках є рівні значення концентрації, то кожному з них приписується середнє значення рангу. Наприклад, якщо x2 = y2, то для розглянутої послідовності матимемо:

y1 x1 x2 y2 y3 y4 x3 y5 y6 x4

1 2 3,5 3,5 5 6 7 8 9 10

При x2 = y2= y3 одержимо:

y1 x1 x2 y2 y3 y4 x3 y5 y6 x4

1 2 4 4 4 6 7 8 9 10

Далі окремо для кожної вибірки підраховується Наприклад, для послідовності (1.3) одержимо:

- для першої вибірки

x1 x2 x3 x4

2 3,5 7 10

сума рангів рівна 22,5; - для другої вибірки

y1

y2 y3 y4 y5 y6

1

3,5

5

6

8

9

сума рангів рівна 32,5.

Значення критерію визначають по формулах:

(1.3)

(1.3a)

сума. рангів

9

AB

 

 

 

 

 

F Tran

sf

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

Y

P

 

 

 

 

or

e

B

Y

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

buy

r

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

to

 

 

.

 

 

 

 

 

 

here

 

 

 

 

 

 

 

Click

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

w.

 

 

 

 

o

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

A BBYY

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F Tran

sf

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

Y

P

 

 

 

 

or

e

 

B

Y

 

 

 

 

 

 

 

m

B

 

 

 

 

 

 

buy

r

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

0

A

 

 

 

 

 

 

 

to

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

here

 

 

 

 

 

 

 

 

Click

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

w.

 

 

 

 

o

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

A B BYY

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

= T -

n1 (n1 + 1)

,

(1.4)

 

 

 

 

 

*

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u

=

n2 (n2 +1)

+ n n

2

- T ,

(1.5)

 

 

*

 

 

2

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

де T1 - менша сума рангів в порівнюваних вибірках;

 

n1 - кількість значень концентрацій у вибірці з сумою рангів T1;

 

T2 - більша сума рангів в порівнюваних вибірках;

 

n2 - кількість значень концентрацій у вибірці з сумою рангів T2.

 

Наприклад, для послідовності (1.3) одержимо:

 

u

= 22,5 -

4(4 + 1)

=12,5.

(1.6)

 

*

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Якщо кількість даних (m*) в більшій з порівнюваних вибірок менше або дорівнює восьми(m*≤8), то розраховується теоретичне(критичне) значення критерію uT по формулі:

uT = (0,448m * -0,301)n * -0,287m * -0,204,

(1.7)

де n* - кількість даних в меншій з порівнюваних вибірок.

Результат, одержаний по формулі(1.7), округляється до першого

знаку після коми.

розраховане значенняu більше uT,

 

В тому

 

випадку, якщо

то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

 

 

відмінність між порівнюваними вибірками приймається незначущою.

 

Наприклад, для послідовності

(1.3) m*=n2=6;

n*=n1=4;

u =12,5;

uT=11,1. Отже, відмінність

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

 

порівнюваних

вибірок

концентрацій

приймається незначущою (при P =0,90).

 

 

 

 

 

Якщо кількість даних в більшій вибірці більше восьми(m*>8), то

оцінка відмінності порівнюваних вибірок концентрацій проводиться по

критерію z, який є приблизно нормованою величиною, розподіленою по

нормальному закону:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z =

 

u* - 0,5m*n* - 0,5

u* - 0,5(m*n* +1)

 

 

 

 

 

 

 

 

»

 

 

 

.

(1.8)

 

 

 

 

 

 

0,289

 

 

 

 

 

m*n* (m* + n*

+1)

m*n* (m* + n* +1)

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В тому випадку, якщо розраховане значення z потрапляє в інтервал

-1,28<z<1,28,

відмінність

між

двома

порівнюваними

вибірками

10

AB

 

 

 

 

 

F Tran

sf

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

Y

P

 

 

 

 

or

e

B

Y

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

buy

r

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

to

 

 

.

 

 

 

 

 

 

here

 

 

 

 

 

 

 

Click

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

w.

 

 

 

 

o

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

A BBYY

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F Tran

sf

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

Y

P

 

 

 

 

or

e

 

B

Y

 

 

 

 

 

 

 

m

B

 

 

 

 

 

 

buy

r

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

0

A

 

 

 

 

 

 

 

to

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

here

 

 

 

 

 

 

 

 

Click

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

w.

 

 

 

 

o

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

A B BYY

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

концентрацій приймається незначущою (при Р=0,90).

Оцінку можливості встановлення і використання для розрахунків фонових концентрацій статистичних зв'язків між концентрацією речовини

С і витратою води у водотоціQ здійснюють в тому випадку, якщо на дату відбору проб представлені значення витрати річкової води.

Для з’ясування виду статистичного зв(прямолінійна’язку , логарифмічна, експоненціальна) спочатку аналізують характер розподілу крапок на графіку зв'язкуC=f(Q). Після вибору виду зв’язку проводиться кореляційний аналіз лінеарізованного статистичного зв’язку.

Статистичний зв'язок приймається значущим, якщо вона задовольняє параметрам, приведеним в таблиця 1.1.

Таблиця 1.1 - Критерії оцінки якості статистичних зв'язків

Кількість членів

Коефіцієнт

 

SСВ

 

Категорія якості

ряду, n

кореляції (r)

 

s

 

£15

³ 0,81

£ 0,40

Добра

 

0,80-0,70

0,41-0,70

Задовільна

15<n<25

³ 0,89

£ 0,45

Добра

 

0,88-0,66

0,46-0,75

Задовільна

³ 25

³ 0,87

£ 0,50

Добра

 

0,86-0,60

0,51-0,80

Задовільна

У таблицю 1.1 включені параметри:

σ - середньоквадратичне відхилення, яке визначається для аналізованого ряду значень концентрації речовини по формулі:

 

 

 

S(Cф,і

2 -)

(åCф,і )2

 

 

 

 

 

 

s =

n

 

,

 

(1.9)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n -1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SСВ -

середньоквадратична погрішність

результатів перевірочних

розрахунків

значень концентрації

речовини

по

знайденому

рівнянню

регресії, яка визначається по формулі:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SCB =

S(Cф,і

- Сф( р ),і )2

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

(1.10)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n - 2

 

 

 

де Сф(р),і - значення концентрації речовини, одержане по рівнянню

регресії за тими даними витрати води

у

водотоці, при яких

була

зафіксована Сф,і ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

 

 

F Tran

sf

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

Y

P

 

 

 

 

or

e

 

B

Y

 

 

 

 

 

 

 

m

B

 

 

 

 

 

 

buy

r

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

0

A

 

 

 

 

 

 

 

to

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

here

 

 

 

 

 

 

 

 

Click

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

w.

 

 

 

 

o

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

A BBYY

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r - коефіцієнт кореляції лінійного зв'язку між параметрамиСф,і і Qi,

який визначається по формулі:

AB

 

 

 

 

 

F Tran

sf

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

Y

P

 

 

 

 

or

e

B

Y

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

buy

r

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

to

 

 

.

 

 

 

 

 

 

here

 

 

 

 

 

 

 

Click

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

w.

 

 

 

 

o

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

A B BYY

c

 

 

 

 

 

 

 

 

r =

S(Cф,і - Сф )(Qi - Q )

,

(1.11)

S(Cф,і - Сф )2 (Qi - Q )2

де, Qi - і-е значення корельованих параметрів, яке спостерігалося;

Сф , Q - середньоарифметичні значення цих параметрів.

Якщо при лінеаризації статистичного зв'язку параметриС и Q

ф,і і

використовувалися в зміненому

вигляді(наприклад, lg C

ф,і

;

 

1

; Q2 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сф,і

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Qi

), то

у формулі(1.11) їх

-e

значення

слід підставляти

у

тому ж

зміненому вигляді.

 

 

 

 

 

 

 

звC=f(Q)'язку

 

 

У

разі

наявності

достовірного

статистичного

 

складають необхідні розрахункові залежності (рівняння регресії).

 

 

 

 

 

Значення фонової концентрації речовини визначають по формулі:

 

 

 

 

 

Cф*

= Cф/ + S /

,

 

 

 

 

(1.12)

 

 

 

 

 

 

Cф

 

 

 

 

 

 

де Сф/ - розрахована по рівнянню регресії середня концентрація

речовини, відповідна умовам розрахункової мінімальної витрати води у водотоці;

S - можлива погрішність визначення С / .

Cф/ ф

При визначенні Cф* для розчиненого у воді кисню використовується формула:

 

 

Cф*

= Cф/

- S / .

 

(1.12а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cф

 

 

 

Значення параметра SC

/ обчислюють по формулі:

 

 

 

 

ф

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S /

=

SCB

t

St

,

 

(1.13)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cф

 

 

 

n

 

 

 

де tSt - коефіцієнт Стьюдента

 

приP=0,95

(значення

коефіцієнта

приведені в додатку Б).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розрахунок

фонової

концентрації

речовини

за

відсутності

12

AB

 

 

 

 

 

F Tran

sf

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

Y

P

 

 

 

 

or

e

B

Y

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

buy

r

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

to

 

 

.

 

 

 

 

 

 

here

 

 

 

 

 

 

 

Click

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

w.

 

 

 

 

o

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

A BBYY

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F Tran

sf

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

Y

P

 

 

 

 

or

e

 

B

Y

 

 

 

 

 

 

 

m

B

 

 

 

 

 

 

buy

r

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

0

A

 

 

 

 

 

 

 

to

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

here

 

 

 

 

 

 

 

 

Click

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

w.

 

 

 

 

o

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

A B BYY

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

достовірного статистичного зв'язку типаC=f(Q) і наявності щомісячних спостережень за хімічним складом води не менше трьох років повинен виконуватися з виділенням найсприятливіших умов відносно якості води в річному циклі по даній речовині. Нижче показана послідовність етапів

розрахунку.

 

 

По-перше, з результатів спостережень

виключають

непоказові

екстремальні значення. Для цього розраховують

величини I ¢ і

I ¢¢ по

формулах:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I ¢ =

 

 

Cmax - C

 

,

 

 

 

(1.14)

 

 

 

 

 

 

 

 

s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- Cmin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I ¢¢ =

C

,

 

 

 

(1.15)

 

 

 

 

 

 

 

s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

де

 

, Сmax,

Сmin - відповідно

 

середня,

максимальна і

мінімальна

C

 

концентрації речовини за даний період;

 

 

 

σ - середньоквадратичне відхилення значень концентрації речовини.

В тому випадку, якщо I ¢ >Iн або I ¢¢>Iн (де Iн - нормативне значення,

яке визначається по таблиці1.2), то узяте

для аналізу

екстремальне

значення концентрації речовини виключається з даного ряду даних.

Таблиця 1.2 – Граничні значення Iн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

Iн

 

 

 

 

 

 

 

n

 

Iн

 

 

 

3

1,150

 

 

 

 

 

 

16

 

2,440

 

 

 

4

1,460

 

 

 

 

 

 

17

 

2,480

 

 

 

5

1,670

 

 

 

 

 

 

18

 

2,500

 

 

 

6

1,820

 

 

 

 

 

 

19

 

2,530

 

 

 

7

1,940

 

 

 

 

 

 

20

 

2,560

 

 

 

8

2,030

 

 

 

 

 

 

25

 

2,635

 

 

 

9

2,110

 

 

 

 

 

 

30

 

2,696

 

 

 

10

2,180

 

 

 

 

 

 

40

 

2,792

 

 

 

11

2,230

 

 

 

 

 

 

50

 

2,860

 

 

 

12

2,290

 

 

 

 

200

 

3,076

 

 

 

13

2,330

 

 

 

 

250

 

3,339

 

 

 

14

2,370

 

 

 

 

500

 

3,528

 

 

 

15

2,410

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Останній рік спостережень слід приймати за основною. З попередніх років беруть дані тільки за ті роки, в яких значення концентрації даної речовини неістотно відрізняються від значень концентрації за основний рік.

13

AB

 

 

 

 

 

F Tran

sf

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

Y

P

 

 

 

 

or

e

B

Y

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

buy

r

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

to

 

 

.

 

 

 

 

 

 

here

 

 

 

 

 

 

 

Click

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

w.

 

 

 

 

o

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

A BBYY

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F Tran

sf

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

Y

P

 

 

 

 

or

e

 

B

Y

 

 

 

 

 

 

 

m

B

 

 

 

 

 

 

buy

r

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

0

A

 

 

 

 

 

 

 

to

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

here

 

 

 

 

 

 

 

 

Click

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

w.

 

 

 

 

o

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

A B BYY

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Якщо для визначення фонової концентрації речовиниCф* виділений

контрольний струмінь, то вибір кількості років для статистичної обробки проводять окремо за даними, що характеризують вміст речовини в контрольному струмені, і даними, що характеризують його вміст в іншій масі води водотоку.

Вибрані

для

розрахунку

фонової

концентрації речовиниC*

дані

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ф

 

зводяться в градації по місяцях (число градацій - 12).

 

 

У

 

виділених

градаціях

розраховують

середню

концентрацію

речовини.

Місяць

з

найбільшим

 

значенням

концентрації

речовини

приймають за основною (опорний). Якщо значення концентрації речовини

цього

місяця

істотно відрізняється

від значень

концентрації в решті

місяців,

то

верхня

довірча

межа

середньої концентрації речовини в

основному

місяці

приймається

за шукане значення фонової концентрації

речовини Cф* . Формула для розрахунку фонової концентрації речовини Cф*

має вигляд:

 

 

Cф* =

 

ф

+

s ×

tSt

,

(1.16)

C

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

де

 

ф - середня концентрація речовини в основному місяці;

C

σ - середньоквадратичне

відхилення

значень концентрації цього

місяця;

n - число даних в градації.

Для розчиненого кисню у формулі (1.16) знак "+" слід замінити на "-". Якщо відмінність даних в основному місяці від даних в одному або

декількох інших місяцях неістотна, то результати спостережень, що потрапили в неістотно відмінні градації, об'єднуються з результатами спостережень в основній градації. Для знов складеної (збільшеної) градації визначають середню концентрацію. Верхня довірча межа, визначувана по формулі (1.16), складе шукане значення фонової концентрації речовини

C* .

 

ф

 

*

перевищує

Якщо набуте значення фонової концентраціїC

ф

 

максимальне значення Cф, яке спостерігалося, то це означає, що, або були неправильно вибрані градації (або періоди) тимчасових змін концентрації речовини, або при дійсно високій мінливості значень концентрації речовини у виділеному періоді було проведено недостатньо спостережень

для розрахунку фонової концентрації Cф* .

14

 

 

 

 

 

 

F Tran

sf

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

Y

P

 

 

 

 

or

e

 

B

Y

 

 

 

 

 

 

 

m

B

 

 

 

 

 

 

buy

r

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

0

A

 

 

 

 

 

 

 

to

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

here

 

 

 

 

 

 

 

 

Click

 

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

w.

 

 

 

 

o

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

A BBYY

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

AB

 

 

 

 

 

F Tran

sf

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

Y

P

 

 

 

 

or

e

B

Y

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

buy

r

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

to

 

 

.

 

 

 

 

 

 

here

 

 

 

 

 

 

 

Click

 

 

 

 

w

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

w.

 

 

 

 

o

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

A B BYY

c

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Що приймають за фонову концентрацію речовиниCф*

2.Які створи спостережень слід ураховувати при розрахункуCф* .

Основна умова?

3.На протязі якого терміну дійсна Cф* . У яких випадках її необхідно корегувати?

4.Методика розрахунку Cф* .

5.Як визначається коефіцієнт кореляції при розрахунку Cф* ?

6.Як визначається непараметричний статистичний критерій Вількоксона-Манна-Вітні u* ?

7.У яких випадках для розрахункуCф* можливо встановлювати та

використовувати статистичні

зв’язки

між концентрацією речовини и

витратою води у водотоках?

 

 

8. При яких умовах

можливо

проводити розрахунок фонової

концентрації Cф* у разі відсутності достовірного статистичного зв’язку за типом С=f(Q)?

9.Як пояснюється перевищення максимального спостережуваного значення Cф над одержаним значенням фоновій концентрації Cф* ?

10.Що таке вертикаль у створі водотоку?

11.Що таке водоток?

12.Дати визначення максимально забрудненого струменя створі

водотоку?

13.Що таке створ водотоку?

14.Що таке самоочищення води?

15.Що таке стічна вода?

15