4.1. Вхб в годовых объёмах стока и водопотребления на фоне водохозяйственных (вх) и водоохранных (во) мероприятий

1) Введение оборотных систем водоснабжения в промышленности (полный водооборот).

W_пром' = W_св = W - W_вв = 51,67 – 46,58 = 5,18 млн. м³.

W_вв' = 0.

W_разб' = 0.

В результате предложенных мероприятий данного типа дефицит водных ресурсов ликвидирован (R = 28,54 млн. м³). Продолжаем наращивать комплекс водохозяйственных и водоохранных мероприятий с целью улучшения качества воды.

2) Сокращение оросительной нормы и реконструкция оросительных систем.

Во многих случаях при правильном орошении (оптимизация режима орошения) можно существенно сократить оросительную норму без значительного ущерба для урожайности. При этом будем исходить из сохранения валового объёма сельскохозяйственной продукции и из допущения, что, сократив оросительную норму в данной природно-климатической зоне в 2 раза, мы уменьшим урожайность не более, чем на 20 %.

Y_max · F_ор = 0,8 Y_max · F_ор'

F_ор' = F_ор/0,8 = 10 тыс. га/0,8 = 12,5 тыс. га

W_ор' = (M' ·F')/η_ос' = (0,5М · F')/η_ос' = (0,5·3000·12,5·10³)/0,85 = 22,06 млн. м³

В современном состоянии КПД оросительной системы составляет η = 0,7. В результате реконструкции (крайне дорогостоящее мероприятие) оросительной системы доводим КПД до η_ос' = 0,85.

W_вв^ор' = К_вв · W_ор' = 0,15·22,06 = 3,31 млн. м³

W_разб^ор' = W_вв^ор' · К_разб = 3,31·20 = 66,2 млн. м³

В результате предложенных мероприятий данного типа резерв водных ресурсов увеличен (R = 89,53 млн. м³). Продолжаем наращивать комплекс водохозяйственных и водоохранных мероприятий с целью улучшения качества воды.

3) Повторное использование городских и животноводческих стоков для орошения ЗПО.

ЗПО - земледельческие поля орошения - малопродуктивные, с хорошей дренированностью, которые при правильном орошении и эффективном внесении удобрений дают достаточно устойчивые урожаи. ЗПО используются для выращивания технических культур, при этом должны соблюдаться санитарно-гигиенические требования. Кроме того, сточные воды для орошения должны подвергаться очистке и обеззараживанию в биоинженерных сооружениях (биопруды, пруды-накопители).

В результате использования городских и животноводческих стоков решаются 2 задачи: получение дополнительной сельскохозяйственной продукции и сохранение качества воды в водоприёмнике. В тоже время существует опасность загрязнения подземных вод в результате инфильтрации загрязнённых стоков.

Под ЗПО отводим в проекте 30% наименее продуктивных и малоэффективных земель.

W_ЗПО = 0,3 · W_ор = 0,3·22,06 = 6,62 млн. м³

W_ор' = W_ор - W_ЗПО = 22,06 -6,62 = 15,44 млн. м³

W_вв^гкбх' = W_вв^гкбх - (W_ЗПО - W_вв^ж) = 43,34 - (6,62 - 1,32) = 38,04 млн. м³

W_разб^гкбх' = W_вв^гкбх' · К_разб = 38,04·5 = 190,2 млн. м³

W_вв^ж' = 0

W_разб^ж' = 0

В результате предложенных мероприятий данного типа резерв водных ресурсов уменьшен (R = 82,91 млн. м³). Продолжаем наращивать комплекс водохозяйственных и водоохранных мероприятий с целью улучшения качества воды.

4) Снижение антропогенной нагрузки на водный объект от рассредоточенных источников загрязнения.

В данной группе мероприятий рассматриваем следующие:

- устройство водоохраной зоны по границам водного объекта;

- строительство или увеличение мощности очистных сооружений и животноводческого комплекса;

- обвалование объектов, повышенной антропогенной опасности, устройство отстойников при отсутствии центральной канализации;

- строительство биопрудов, прудов-накопителей и биоплата в составе системы осушения.

Эффективность мероприятий:

- Э_в.о.з. = 50...80% - в зависимости от конструкции, вида растительности и почвенных характеристик (Э_в.о.з. = 70%);

- Э_от. = 70%;

-Э_об. = 60%.

W_разб^ор' = W_разб^ор·(1 - Э_в.о.з./100) = 66,2·(1 - 70/100) = 19,86 млн. м³

W_разб^скбх' = W_разб^скбх·(1 - Э_от./100)·(1 - Э_об./100) = 25,55·(1 - 70/100)·(1 - 60/100) = 3,07 млн. м³.

В рассматриваемом проекте мы исходим из того, что многолетнее регулирование нерационально. В реальном проекте мы должны были исследовать этот вопрос параллельно с возможностью переброски стока извне. И из такого анализа выявить оптимальный вариант.

Оценка эффективности проектных водохозяйственных и водоохранных мероприятий.

Из всех рассмотренных вариантов наибольший эффект имеет введение оборотных систем водоснабжения в промышленности, так как именно объёмы воды для условного разбавления очищенных сточных вод промышленности являются наибольшей расходной статьёй ВХБ. Но эта мера требует значительных капитальных вложений, поэтому на практике трудно применима.

Следующим по эффективности вариантом является сокращение оросительной нормы и реконструкция оросительных систем, что можно проделать без существенного сокращения урожайности. Но этот вариант также является крайне дорогостоящим.

Повторное использование городских и животноводческих стоков для орошения ЗПО имеет немалую эффективность и не требует таких серьёзных затрат, как два первых варианта. Но здесь необходимо обращать особое внимание на продукцию, получаемую с ЗПО, а также следить, чтобы не было загрязнения подземных вод в результате инфильтрации загрязнённых стоков.

Наименьшую эффективность из рассмотренных вариантов имеет снижение антропогенной нагрузки на водный объект от рассредоточенных источников загрязнения. Вследствие того, что этот метод влияет на объемы условного разбавления, который в свою очередь перекрывается объемом комплексного попуска. Но этот метод не требует серьёзных затрат, поэтому его можно применять в дополнение к повторному использованию городских и животноводческих стоков для орошения ЗПО при рассмотрении реальных проектов.

По результатам расчётов, сведенных в таблицу 10 строим диаграмму эффективности проектных мероприятий и регулирования качества воды (рис. 7).