Расчет разбавления сточных вод в озерах и водохранилищах.
Условия смешения сточных вод с водами озер и водохранилищ значительно отличаются от условий смешения в реках. В водохранилищах и озерах течения, создаваемые наклоном водной поверхности весьма незначительны. Преобладающую роль приобретает ветровой фактор.
Трение ветра о поверхность воды приводит в движение сперва самые поверхностные слои, которые вовлекают постепенно и нижележащие. В нижележащих слоях скорость течения постепенно затухает, падая до нуля на глубине, равной 40% от общей глубины водоема. Ниже этой глубины создается компенсационное течение, направленное в обратную сторону. Скорость обратного течения сперва возрастает с глубиной, а затем быстро падает до нуля в придонном слое. Такое идеальное перемещение водных масс сильно осложняется при переменных глубинах, изрезанности береговой линии и т.п.
Также как и для рек, основными понятиями при расчете разбавления являются начальное и основное разбавление. В начальной зоне смешения концентрации примесей значительно уменьшаются. Однако полное перемешивание происходит на значительно больших удалениях от места выпуска сточных вод, чем в реках.
Для расчета разбавления сточных вод в озерах и водохранилищах используются два основных метода: метож Руффеля и метод Лапшева. Рассмотрим первый из них.
Метод Руффеля
По методу Руффеля начальное разбавление при выпуске сточных вод с берега дается формулой:
(47)
где Н – средняя глубина на участке, где происходит разбавление сточных вод; r - отношение концентрации загрязняющего вещества у места выпуска сточных вод к его концентрации в водоеме.
V – скорость ветрового течения. Она находится по формуле:
(48)
где к – коэффициент, зависящий от коэффициента Шези Сш и определяемый по таблице:
|
Сш |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
|
|
0,1 |
0,18 |
0,27 |
0,34 |
0,42 |
0,5 |
0,55 |
0,6 |
0,64 |
0,68 |
Коэффициент Шези
в данном случае лучше находить по формуле
Штриклера-Маннинга (33). Эффективный
диаметр частиц донных отложений
для озер и водохранилищ определяется
по кривой гранулометрического состава,
как диаметр, ограничивающий 10% наиболее
крупных частиц.
w2 – скорость ветра на высоте 2 м над поверхностью земли, м/с;
h – средняя высота волны 1% обеспеченности, м.
При выпуске сточных вод на некотором расстоянии от берега начальное разбавление происходит быстрее и его можно рассчитать по формуле:
(49)
Основное разбавление также зависит от места выпуска сточных вод. При береговом выпуске:
(50)
Для выпуска вдали от берега основное разбавление равно:
(51)
L – расстояние от места выпуска сточных вод до расчетного створа.
Тема 2. Взаимосвязь качества природных вод с составом сточных вод. Принципы расчета пдс
Определение условий отведения сточных вод в водоемы и водотоки, а также установление нормативов предельно допустимого сброса загрязняющих веществ базируется на:
научно обоснованных нормативах (ПДК) содержания загрязняющих веществ в водных объектах, приуроченных к конкретным условиям водопользования на участках ниже выпуска сточных вод;
расчетных методах, которые позволяют для каждого конкретного случая (гидрологических особенностей водного объекта, количества и состава сточных вод) определить качество воды в пункте водопользования ниже места выпуска сточных вод. Сравнение расчетного качества воды с нормативами позволяет определить степень необходимых мероприятий по уменьшению сброса сточных вод, чтобы были обеспечены нормальные условия водопользования.
При проведении расчетов в обязательном порядке используются следующие показатели:
температурный режим водоема;
содержание взвешенных веществ (КВЧ);
органолептические свойства воды;
потребление растворенного кислорода;
допустимый БПК смеси сточных вод и воды водоема;
изменение активной реакции воды водоема;
допустимую концентрацию токсичных или вредных веществ.