Расчет гидрологических показателей средней загрязненности и общей нагрузки речного потока консервативными загрязняющими веществами

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Российский Государственный Гидрометеорологический Университет

Кафедра прикладной экологии

Практическая работа №1

по дисциплине

Мониторинг окружающей среды

Расчет гидрологических показателей средней загрязненности и общей нагрузки речного потока консервативными загрязняющими веществами

Вариант № 8

Выполнил

ст.гр. Э- 455

Прохорова Юлия

Проверила

Лебедева А.А.

Санкт- Петербург 2010

Цель работы

Ознакомиться с основными гидрологическими показателями, используемыми для оценки качества вод.

Основные задачи

1. Расчет гидрологических показателей качества вод.

2. Расчет зоны распространения загрязнения.

Задание на выполнение

ь рассчитать абсолютный показатель общей нагрузки Sn при заданных обеспеченных расходах воды в реке;

ь построить график обеспеченности средней концентрации загрязняющего вещества;

ь рассчитать показатель превышения и непревышения загрязненности над нормой (Pзаг и Pчист);

ь рассчитать показатель относительной нагрузки потока ЗВ при расчетном расходе 95 % обеспеченности;

ь оценить качество вод по величине показателя относительной нагрузки потока ЗВ;

ь определить расстояние, на котором концентрация в максимально загрязненной струе потока достигнет ПДК;

ь рассчитать максимальную концентрацию загрязняющего вещества на расстоянии 200 м от источника загрязнения;

ь дать анализ полученных результатов.

загрязняющий вода река превышение

Исходные данные

ь В реку с расходом Q0, м3/с = _____ около поселка А сбрасываются сточные воды предприятия, содержащие загрязняющее вещество (Sст = 10,0 мг/дм3, ПДК, мг/дм3 =_____), концентрация этого же ЗВ в реке Se=0 мг/дм3. Расход сточных вод Qст=0.1Q0 м3/с. Коэффициент извилистости русла реки равен = 1.3. Относительная глубина H=0,026. Характеристическое число турбулентного потока N=13,3. Ширина реки B=58,0 м.

Теоретические положения

Одной из задач экологического мониторинга является оценка степени загрязненности водных экосистем. При этом все показатели качества вод можно подразделить на три группы: гидрохимические, гидробиологические и гидрологические.

К последней группе относят величину абсолютного показателя общей нагрузки (Sn) при заданных обеспеченных расходах воды в реке; показатель превышения загрязненности над нормой (Pзаг); показатель непревышения загрязненности над нормой (Pчист); показатель относительно нагрузки потока загрязняющим веществом при расчетном расходе 95 %-ной обеспеченности (F).

Абсолютный показатель общей нагрузки характеризует среднюю насыщенность потока загрязняющим веществом. Общая нагрузка может быть выражена средней концентрацией (Sn) загрязняющей примеси в потоке, принимающим сточные воды. Величина Sn является истинным значением концентрации загрязняющего вещества в так называемом створе полного перемешивания, для выше расположенных створов она может служить служить условным показателем общей нагрузки. Для вычисления Sn используется следующая формула:

(1)

где Qр, Qст - соответственно расходы реки и сточных вод, м3/с; Sст - концентрация загрязняющего вещества в сточных водах, г/м3; Se - концентрация того же вещества в речных водах до места сброса стоков (естественная концентрация).

Если Se=0, то

 (2)

Оценку изменчивости показателя Sn можно представить как функцию обеспеченности P суточных расходов реки многолетнего ряда наблюдений. Если считать, что Qст=const, Sст=const и Se=0, то Sn как функция обеспеченности запишется следующим образом:

(3)

Последнее соотношение может быть представлено графически или в табличной форме. При использовании формулы (3) вычисления ведутся для нескольких расходов заданной обеспеченности, например 8, 20, 50, 75, 95 %. Это позволят достаточно точно построить кривую обеспеченности Sn(P%).

Зная величину Sn, можно вычислить максимальну концнтрацию на заданных расстояниях L от места сброса сточных вод:

(4)

где N - безразмерное характеристическое число турбулентного потока, - коэффициент извилистости реки, В - ширина реки, - относительная глубина, характеризующая форму русла, L - расстояние, где будет наблюдаться величина концентрации Smax.

Используя последнее соотношение (3) и формулы 1 и 2, можно рассчитать расстояние до створа полного перемешивания, решая обратную задачу.

Показатель относительной нагрузки консервативными загрязняющими веществами F определяется следующим образом. Полагаем, что средняя концентрация загрязняющего консервативного вещества в реке, поступающего в нее со сточными водами, может быть вычислена по формуле (1) и не должна превышать установленные нормативы качества вод (ПДК). Учитывая последнее утверждение, производим подстановку:

Sn?ПДК (5)

и записываем

(6)

Отсюда получаем

(7)

или

. (8)

Выражение, стоящее в левой части неравенства, называют показателем относительной нагрузки потока загрязняющим веществом (F). Если Se=0, то зависимость принимает вид:

(9)

Предельно допустимая нагрузка должна отвечать следующему условию F?1.

Показатель превышения загрязненности над нормой (Pзаг) выражает процент обеспеченности превышения загрязненности потока над ПДК (по числу дней или других единиц времени). Значение определяется из соотношения:

Pзаг =100- Pчист (10)

Расчетная часть

Таблица 1.1 -- Абсолютный показатель общей нагрузки потока для расходов различной обеспеченности

Pq	Qp	Qст	Sст	Qp+Qст	Qст*Sст	Sn	Psn	К
8	96,12	5,4	10	101,52	54	0,53	92	1,78
20	62,1			67,5		0,8	80	1,15
50	39,64			45,04		1,2	50	0,734
75	30,83			36,23		1,49	25	0,571
90	23,49			28,89		1,87	10	0,435
95	19,6			25		2,16	5	0,363

Рисунок 1.1 -- Кривая обеспеченности средней концентрации загрязняющих веществ.

Выводы по работе

В данной работе был произведён расчет гидрологических показателей средней загрязненности и общей нагрузки речного потока консервативными загрязняющими веществами. Был рассчитан абсолютный показатель общей нагрузки (Sn) при заданных обеспеченных расходах воды в реке. Наиболее высокое значение Sn приобретает при обеспеченности в 95% ( при P=95% Sn=2,16г/м3) . Так же был рассчитан показатель применения загрязненности над нормой Рзаг (Рзаг=42%) , показатель относительной нагрузки F (F=1,87 г/м3) и другие гидрологические показатели. Проанализировав полученные данные и построенную кривую обеспеченности, можно сделать вывод о том, что в данную реку производится несанкционированный сброс сточных вод, т. к Sn превышает ПДК (ПДК=1,3г/м3).

Размещено на Allbest.ru