Методика расчета нормативов сбросов (ПДС) вредных веществ со сточными водами в водные объекты, поля фильтрации, на рельеф местности и в накопители сточных вод (стр. 3 )

Расстояние до пограничного сечения зоны начального разбавления определяется по формуле:

In=d/0,48(1-3,12m) (3.1.20)

Расход смеси сточных вод и воды водостока в том же сечении находится по формуле:

qсм=nq, (3.1.21)

где q - расход сточных вод на выходе из отверстий или оголовков рассеивающего выпуска, м3/с.

Средняя концентрация вещества в граничном сечении определяется по формуле:

Сср=Сф+(Сст-Сср/nн), (3.1.22)

где Сст – концентрация загрязняющего вещества в сточных водах, г/м3.

Максимальная концентрация в центре пятна примеси в этом сечении равна:
Сmax=Сср/0, (3.1.23)

Если не соблюдаются условия применимости метода – или в расчете необходимо учесть данные о накоплении загрязняющих веществ в донных отложениях, то рекомендуется использовать методы, разработанные /15/.

В приложении 6 дан пример расчета ПДС для единичного выпуска.

3.2. Расчет ПДС для бассейна реки или его участка.

При сбросе сточных вод в водотоки ПДС веществ определяются из решения задачи математического программирования по принципу лимитирующего створа.

Суть метода состоит в следующем. На речном графе фиксируется множество контролируемых створов и створов выпуска сточных вод. Предполагается, каждому из n-водопользователей выгодно сбрасывать как можно большую часть сточных вод без очистки. Путем сопоставления величины планируемого объема сброса и практически достижимого минимального уровня сброса устанавливаются квоты на сброс загрязняющих веществ для каждого водопользователя, руководствуясь следующими принципами:

норматив качества воды должен быть соблюден во всех контролируемых створах;

из двух водопользователей более жесткие требования предъявляются тому из них, чье отрицательное воздействие на водный объект больше.

Величина воздействия сброса m-го водопользователя на качество воды в р-том контрольном створе определяется

Zmp=Smp*Xm/(WC-Co)Qp, (3.2.1)

где Spm – коэффициент добегания загрязняющего вещества n-того водопользователя до p-того контролируемого створа;

Xm – масса сбрасываемого m-тым водопользователем загрязняющего вещества;

W - заданный уровень превышения ПДК для данного вещества (W=1, если вещество лимитируется вне ЛПВ и W<1, если вещество лимитируется в группе ЛПВ);

С – ПДК рассматриваемого вещества в р-том контрольном створе (зависимость ПДК от индекса створа объясняется возможно равным водохозяйственным назначением участка реки, в котором расположен контрольный створ);

Со – фоновая концентрация воды в реке;

Qp – расход реки.

Программный комплекс «Бассейн» предназначен:

для создания модификации просмотра информации по речному бассейну (база данных);

для проведения расчетов ПДС для предприятий-водопользователей;

для получения выходных форм, содержащих результаты расчетов и для визуализации исходной и расчетной информации о качестве речной воды на расчетных участках (раскраска речного графа).

База данных программного комплекса «Бассейн» содержит информацию для графического изображения речного графа, данные, необходимые для расчета ПДС веществ, поступающих в водоисточник со сточными водами предприятий, а также параметры и результаты расчетов (Приложение 5).

Схем расчета выглядит следующим образом:

--- Бассейн

! +--- Выбрать, создать новый

! +-- Расчетные уровни (года)

! +-- Об авторах

+-- Ингредиенты

! +-- Список ингредиентов

! +-- ПДК и ЛПВ

! +--Классы качества воды

! +-- Коэффициенты неконсервативности

+-- Выбор

! +-- Расчетного уровня (года)

! +-- Месяца

! +-- Ингредиента

+-- Расчеты

! +-- Модель

! +-- Расчет параметров модели

! +-- коэффициентов добегания

! +-- минимальных сбросов

! +-- Расчет ПДС

! +-- Расчет концентраций

+-- Результаты

! +-- Прогноз качества воды на участках

! +-- Таблица сбросов предприятий

! +-- График отличия расчетных концентраций от измеренных

+-- Раскраска речного графа:

! +- по фактическому сбросу

! +- по нормативному сбросу

! +- по наблюдаемым концентрациям

! +- убрать раскраску

+---- Выход

4. Расчет ПДС для морей, водохранилищ и озер

4.1.Расчет величины ПДС для отдельных выпусков

Величины ПДС для выпусков сточных вод в водохранилища и озера определяются в соответствии с п.3.1.2-3.1.3.

При наличии в водоеме устойчивых ветровых течений для расчета кратности общего разбавления n может быть использован метод . В расчетах по этому методу рассматриваются два случая:

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

б) выпуск в нижнюю треть водоема, загрязненная струю распространяется к береговой полосе против выпуска под воздействием данного компенсационного течения, имеющего направление, обратное направлению ветра.

Метод имеет следующие ограничения:

Глубина зоны смещения не превышает 10 метров, расстояние от выпуска до контрольного створа вдоль берега в первом случае не превышает 20 км, расстояние от выхода сточных вод до берега против выпускного оголовка во втором случае не превышает 0,5 км.

Кратность общего разбавления определяется по формуле:

N=nh*no, (4.1.1)

где nh – начальное разбавление,

no – основное разбавление.

Кратность начального разбавления вычисляется следующим образом:

при выпуске в мелководье или в верхнюю треть глубины

nh=(g+0.00215*v*H2ср)/(g+0.000215*v*H2ср), (4.1.2)

где g – расход сточных вод, м3/с,

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

Hср– средняя глубина водоема вблизи выпуска, м.

Величина Hср определяется в зависимости от средней глубины водоема (Hо) следующим образом: при Ho=3-4м на участке протяженностью 100м; при Ho=5-6м на участке протяженностью 150м; при Ho=7-8м на участке протяженностью 200м; при Ho=9-10м на участке протяженностью 250м.

при выпуске в нижнюю треть водоема

n=(q+0.00158*v*H2ср)/(q+0.000079*v*H2ср), (4.1.3)

Кратность основного разбавления вычисляется:

при выпуске в мелководье или в верхнюю треть глубины:

no=1+0.412(4/Dx)0.627+0.0002L/Dx, (4.1.4)

где L - расстояние от места водовыпуска до контрольного створа, м.

Dx=6,53*Hср1,17, (4.1.5)

при выпуске в нижнюю треть водоема:

no=1,85+2,32(4/Dx)0,41+0,00644/Dх, (4.1.6)

Dx=4,41*Hср1,17, (4.1.7)

Расчет величины ПДС для совокупности выпусков

Совокупностью выпусков сточных вод можно считать выпуски, расположенные на расстоянии не более 5 км друг от друга вдоль береговой линии. Необходимость включения конкретного выпуска в совокупность выпусков может уточняться на основе расчета их совместного влияния на качество воды в контрольных створах.

Реки, впадающие в море, следует рассматривать как береговые выпуски сточных вод, при этом начальное разбавление (nH) принимается равным 1 и длина начального участка разбавления равной 0, концентрация веществ в устьях рек определяется по уравнению (4.1.2).

5. Расчет ПДС для полей фильтрации и рельефа местности

При расчетах ПДС веществ со сточными водами, отводимыми на поля фильтрации или рельеф местности, исходя из того, что предельно допустимая концентрация этого вещества (Спдс) с учетом разбавления (n) фильтрующихся вод в потоке подземных вод, не должна превышать фоновой концентрации загрязняющего вещества в водоносном горизонте

Спдс=n х Сф (5.1)

где n – кратность разбавления профильтровавшихся вод, в потоке подземных вод;

Сф – фоновая концентрация загрязняющего вещества в водоносном горизонте. Определяется по наблюдательным скважинам, расположенным за пределами купола растекания.

Примечание: при соответствующем обосновании возможно увеличение предельно-допустимой концентрации веществ на величину, характеризующую очистку сточных вод и сорбцию загрязняющих веществ в зоне аэрации.

Радиус купола растекания определяется по формуле:

R= [ 4xKx(H+h) x {(H+h) / 2+m}]x P (5.2)

G

Где R – радиус купола растекания в м;

К – коэффициент фильтрации в м/сут;

Н – первоначальная глубина залегания грунтовых вод от дна полей

фильтрации в м;

h – глубина воды на полях фильтрации в м;

m – мощность водоносного горизонта в м;

Р – периметр фильтрационного поля, м;

G – расход сточных вод, поступающих на поля фильтрации в м3/сут.

Расчетная формула для определения кратности разбавления получена на основе разработанной методики прогноза загрязнения подземных вод вследствие фильтрации, используемых для орошения сточных вод.

Для упрощения расчетов принято, что криволинейная зависимость изменения концентрации загрязняющих веществ в подземных водах под влиянием сброса заменена прямолинейной.

6. Расчет ПДС для накопителей сточных вод

Первый вариант.

При расчетах ПДС веществ со сточными водами, отводимыми на в накопители сточных вод, исходя из того, что предельно допустимая концентрация этого вещества (Спдс) с учетом разбавления (n) фильтрующихся вод в потоке подземных вод, не должна превышать фоновой концентрации загрязняющего вещества в водоносном горизонте, или в случае использования природных водонаполненных бессточных котловин – фоновой концентрации загрязняющего вещества в воде бессточной котловины

Спдс=n х Сф (5.1)

где n – кратность разбавления профильтровавшихся вод, в потоке подземных вод (для потока подземных вод определяется по формуле 3.1.3. с g=1,0, а для бессточных котловин по формуле 4.1.1.;

Сф – фоновая концентрация загрязняющего вещества в водоносном горизонте (определяется по наблюдательным скважинам, расположенным за пределами купола растекания) или в воде бессточной котловины.

Примечание: при соответствующем обосновании возможно увеличение предельно-допустимой концентрации веществ на величину, характеризующую очистку сточных вод и сорбцию загрязняющих веществ в зоне аэрации.

Радиус купола растекания определяется по формуле 5.2.

Природопользователи, имеющие накопители сточных вод, обязаны принимать необходимые меры по предотвращению их воздействия на окружающую среду, а также осуществлять рекультивацию земель, занятых этими накопителями после прекращения их эксплуатации.