Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1 

132 страницы

1170.00 ₽

Купить Р 52.24.811-2014 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Рекомендации устанавливают этапы усовершенствования системы режимных и специальных наблюдений за трансформацией загрязняющих веществ по длине водотоков с использованием математического моделирования происходящих процессов и предназначены для межрегиональных управлений по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды и их филиалов, осуществляющих организацию и проведение наблюдений за состоянием поверхностных вод суши, а также оценку изменения качества воды по длине водных объектов.

Настоящие рекомендации могут быть использованы и в других заинтересованных организациях и учреждениях Росгидромета.

 Скачать PDF

Документ зарегистрирован ФГБУ "НПО "Тайфун" за номером Р 52.24.811-2014 от 22.08.2014 года

Оглавление

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Термины и определения

4 Общие положения

5 Методика проведения математического моделирования трансформации ЗВ по длине водотока при наличии стационарных источников ЗВ

     5.1 Общие замечания

     5.2 Моделирования трансформации ЗВ по длине водотока

6 Организация наблюдений за трансформацией ЗВ по длине водотока с учетом результатов моделирования происходящих процессов при стационарном поступлении ЗВ в водный объект

     6.1 Этапы усовершенствования организации наблюдений за трансформацией ЗВ по длине водотока

     6.2 Обработка результатов моделирования

     6.3 Проведение специальных (дополнительных) наблюдений для корректировки параметров математической модели трансформации ЗВ по длине водотока

7 Учет влияния на качество речной воды нестационарных сбросов ЗВ со склоновым стоком с территории населенных пунктов и сельхозугодий

     7.1 Методика моделирования изменения содержания ЗВ по длине водотока при нестационарном сбросе сточных вод

     7.2 Организация наблюдений за трансформацией ЗВ по длине водотока при нестационарном поступлении ЗВ в водный объект

     7.2.1 Наблюдения за неорганизованным поверхностным склоновым стоком с городской территории и промышленных площадок

     7.2.2 Наблюдения за поверхностным склоновым стоком с территории неорошаемых сельхозугодий

8 Представление результатов моделирования и натурных наблюдений изменения содержания ЗВ по длине реки

Приложение А (обязательное) Инструкция к программе "ГХМ— трансформЗВ" — моделирование изменения концентраций ЗВ по длине водотока Программа "ГХМ-трансформ3В" предназначена для проведения моделирование изменения концентраций ЗВ по длине водотока

Приложение Б (рекомендуемое) Методы определения ориентировочных расходов склоновых вод, поступающих с городской территории и сельхозугодий, а также содержания в них ЗВ

Приложение В (справочное) Примеры моделирования изменения концентрации ЗВ по длине реки

Библиография

 
Дата введения02.04.2015
Добавлен в базу05.05.2017
Завершение срока действия02.12.2020
Актуализация01.01.2021

Этот документ находится в:

Организации:

03.07.2014ПринятФГБУ НПО Тайфун
15.08.2014ПринятУМЗА Росгидромета
18.08.2014УтвержденРосгидромет
РазработанФГБУ ГХИ
ИзданРосгидромет2014 г.
Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18
Стр. 19
стр. 19
Стр. 20
стр. 20
Стр. 21
стр. 21
Стр. 22
стр. 22
Стр. 23
стр. 23
Стр. 24
стр. 24
Стр. 25
стр. 25
Стр. 26
стр. 26
Стр. 27
стр. 27
Стр. 28
стр. 28
Стр. 29
стр. 29
Стр. 30
стр. 30

МИНИСТЕРСТВО ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ЭКОЛОГИИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет)

Р

РЕКОМЕНДАЦИИ    52.24.    811    -

2014

УСОВЕРШЕНСТВОВАННАЯ СИСТЕМА РЕЖИМНЫХ И СПЕЦИАЛЬНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ ЗА ТРАНСФОРМАЦИЕЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ПО ДЛИНЕ ВОДОТОКОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОИСХОДЯЩИХ ПРОЦЕССОВ

Ростов - на - Дону 2014

P 52.24.811-2014

Предисловие

1    РАЗРАБОТАНЫ Федеральным Государственным бюджетным учреждением «Гидрохимический институт» (ФГБУ «ГХИ»)

2    РАЗРАБОТЧИКИ О А Клименко, канд. хим. наук; В.Ф. Геков, канд. техн. наук; О. В. Сергеева

3    СОГЛАСОВАНЫ с ФГБУ «НПО «Тайфун» 03.07.2014

и УМ ЗА Росгидромета 15.08.2014

4    УТВЕРЖДЕНЫ Заместителем Руководителя Росгидромета 18.08.2014

ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ приказом Росгидромета от 12.09.2014 № 514

5    ЗАРЕГИСТРИРОВАНЫ ФГБУ «НПО «Тайфун» за номером Р 52.24.811-2014 от 22.08.2014

6    ВВЕДЕНЫ ВПЕРВЫЕ

7    СРОК ПЕРВОЙ ПРОВЕРКИ 2020 год

© Росгидромет, ФГБУ «ГХИ», 2014

и

P 52.24.811-2014

где Up - средняя скорость течения речной воды непосредственно ниже

m-го напорного или рассеивающего сброса сточных вод (используется для расчета начального смешения сточных вод), м/с.

(3)

Сброс сточных вод считают напорным при условиях

in.<0,25 и и >2 м/с.

Если хотя бы одно из условий (3) не выполняется, выпуск считают не напорным и не рассеивающим.

Кратность начального разбавления пн определяют по формуле

0,248dB s 2 о,/, ч у • 2 ч

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

п„=—--*-Ч;тд + 8,1(1 -mA)/dBд),

1-тд

8,1

где

0,0001 (1-тд) 0,2тд ’ 0,92    0,96

sn= 0,035 + 1,375

при

т'

V u3

при

ы

н.

^ аз ^

где х =

ГНт]

,d3 J

d =

от 0 до 0,42 свыше 0,42 sn= 1,571 exp (- 0,4052/х)

Нт - средняя глубина речного потока непосредственно ниже т-го напорного сброса сточных вод (используется для расчета начального смешения сточных вод), м.

Диаметр загрязненной струи в створе начального разбавления сточных вод d3 вычисляют по формуле

d, = d„d0.    (9)

Расчетные параметры условного сосредоточенного сброса составят:

-    расход сточных вод q^, м3/с, -

qycn-nHqm,    (10)

-    расстояние от места выпуска сточных вод до створа начального смешения сточных вод 1Н, м, -

d,

н    0,48(1-3,12шд)    ’    (11)

-    новое условное местоположение рассеивающего выпуска сточных ВОД 1_т(усл) составит (в м от устья) -

7


(12)

где Lm - расстояние от устья реки до действительного места выпуска сточных вод, м.

5.2.3.2 На предварительном этапе выполняют также следующие вычисления:

-    назначают расстояние (шаг) между расчетными створами по длине всей рассматриваемой части реки (максимальным шагом следует считать расстояние равное 500 м, для графического построения более детального профиля изменения концентрации ЗВ по длине водотока величина шага может быть уменьшена);

-    рассчитывают средневзвешенные значения средней 1)^т и максимальной vVmonax) скоростей течения речной воды на расстоянии между

m-м источником ЗВ и К-м расчетным или контрольным створом (m-м источником может быть также выделенная загрязненная струя в фоновом створе) по формулам:

(13)

(14)

где L^,, - расстояние от m-го источника ЗВ до К-го контрольного или расчетного створа, м;

Nz - число выделенных подучастков на участке LKm, отличающихся по гидроморфометическим характеристикам;

Ljz - длина z-ro подучастка на i-м речном участке с отличающимися гидроморфометрическими данными в пределах участка LKm- м ;

l)iz, uiz(max)- соответственно средняя и максимальная скорости

течения в сечении реки на подучастке Ljz, м.

Расчет максимальной скорости течения речной воды от m-го источника ЗВ до К-го створа 1>*Кт(шач) ПРИ отсутствии в исходных данных

этого параметра, выполняют по формуле

(15)

и    —

и

Km(max) is ^ 11

Данные о коэффициенте Ки приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Данные о переходном коэффициенте Ки [5]

Характеристика русла и условий протекания

Коэффициент Ки при средней глубине, м

менее 1

от 1 до 5

более 5

Равнинные реки (большие и средние) с благоприятными условиями протекания

От 0,78 до 0,86

От 0,87 до 0,88

От 0,89 до 0,90

Реки большие и средние с менее благоприятными условиями протекания (значительно засоренные, частично заросшие, извилистые, каменистые, с неспокойным течением)

От 0,70 ДО 0,77

От 0,78 до 0,85

От 0,86 ДО 0,87

Реки с ухудшенными условиями протекания (заросли, кочки, местами сточная вода) горные реки с бурным течением

-

От 0,70 до 0,79

От 0,80 до 0,84

Примечание - При отсутствии данных можно принять Ки= 0,7.


Расчет коэффициента поперечной дисперсии D . на i-м участке

реки на каждом выделенном z-м подучастке выполняют по формуле согласно Р 52.24.627


D.


М с.


(16)


где


g - ускорение свободного падения, равное 9,8 м/с2;


Hiz - средняя глубина реки на z-м подучастке;

Ф1 z - коэффициент извилистости реки, представляющий собой от


ношение длины участка, измеренной по фарватеру, к длине этого же участка, измеренной по прямой (для определения (р* можно использовать крупномасштабную карту);

Cjz - значение коэффициента Шези на z-м подучастке;


М(/ - коэффициент, зависящий от ciz (при 10 < ciz <60


Mj/ = 0,7ciz+6; при Ciz*60 Miz = 48).


Значения коэффициента Шези на z-м подучастке реки определяют с использованием формулы Шези [6]


С = и"

,z ,Н,Л


(17)


где Iiz - гидравлический уклон на z-м подучастке реки (если исходные данные были выражены в промилле, то для расчета по формуле (17) это значение следует разделить на 1000).

Если сведения о гидравлическом уклоне отсутствуют, коэффициент Шези вычисляют по формуле Н.Н. Павловского [6]


9


Sz- ^ >    (18)

где R - гидравлический радиус потока на z-м подучастке реки (для летних условий R - Hiz), м.

пш - коэффициент шероховатости ложа реки, определяемый для z-x подучастков реки по таблицам 2 и 3;

6 - показатель степени числа R вычисляют по формуле

6 = 2,5 Пш -0,13-0,75л/Я( Пш-0,]).    (19)

Таблица 2 - Значения коэффициента шероховатости для открытых русел (по М.Ф. Срибному)

Характер ложа реки

пш

Реки в весьма благоприятных условиях (чистое прямое ложе со свободным течением, без обвалов и глубоких промоин)

0,025

Реки в благоприятных условиях течения

0,030

Реки в сравнительно благоприятных условиях, но с некоторым количеством камней и водорослей

0,035

Реки, имеющие сравнительно чистые русла, извилистые, с некоторыми неправильностями в направлении струй или же прямые, но с неправильностями в рельефе дна (отмели, промоины, местами камни); некоторое увеличение количества водорослей

0,040

Русла (больших и средних рек) значительно засоренные, извилистые и частично заросшие, каменистые с неспокойным течением. Поймы больших и средних рек сравнительно разработанные, покрытые нормальным количеством растительности (травы, кустарники)

0,050

Порожистые участки равнинных рек. Галечно-валунные русла горного типа с неправильной поверхностью водного зеркала. Сравнительно заросшие, неровные, плохо разработанные поймы рек (промоины, кустарники, деревья с наличием заводей)

0,067

Реки и поймы, весьма заросшие (со слабым течением), с большими глубокими промоинами. Валунные, горного типа, русла с бурливым пенистым течением, с изрытой поверхностью водного зеркала (с летящими вверх брызгами воды). Поймы такие же, как предьду-щей категории, но с сильно неправильным течением, заводями и пр.

0,080

Горно-водопадного типа русла с крупновалунным строением ложа, перекаты ярко выражены, пенистость настолько сильна, что вода, потеряв прозрачность, имеет белый цвет; шум потока доминирует над всеми остальными звуками, делает разговор затруднительным.

0,100

Характеристика горных рек примерно та же, что и предыдущей категории. Реки болотного типа (заросли, кочки, во многих местах почти стоячая вода и пр.). Поймы с очень большими мертвыми пространствами, с местными углублениями, озерами и пр

1,133

Ю

Таблица 3 - Значения коэффициента шероховатости для открытых русел (по Б.В. Полякову)

Категория

Характеристика рек

пш

1

Реки с песчаным руслом, ровным, без растительности, с незначительным перемещением донных наносов

От 0,02 до 0,023

II

Реки с песчаным извилистым руслом, с большими перемещениями донных наносов, пойма, заросшая травой

От 0,024 до 0,033

III

Пойма, заросшая кустарником или редким лесом

От 0,034 до 0.045

IV

Пойма, заросшая лесом

От 0,046 до 0,060

Для рек в зимний период гидравлический радиус потока Rj*M составит

Rsmm = 0,5 Hiz.    (22)

Показатель степени 6 вычисляют по формулам:

6 = 1,5 Пл    при R3„„sl,    (23)

5 = 1,3 Пл    при Rj„u >1 ,    (24)

где пл - коэффициент шероховатости нижней поверхности льда на z-m подучастке реки, определяемый по таблице 4.

Если по длине реки имеются участки с различными морфометрическими характеристиками, то следует использовать для расчета на всех участках, либо только гидравлический уклон, либо коэффициент шероховатости. Это связано с необходимостью при моделировании изменения по длине реки концентраций ЗВ выполнять вычисления средневзвешенных морфометрических характеристик.

Таблица 4 - Значения коэффициента шероховатости нижней поверхности льда [6]

Число дней после ледостава

Пл

1

10 дней

От 0,150 до 0,050

2

Св. 10 до 20 включ

От 0,100 до 0,040

3

Св. 20 до 60 включ.

От 0,050 до 0,030

4

Св. 60 до 80 включ.

От 0,040 до 0,015

5

Св 80 до 110 включ.

От 0,025 до 0,010

Примечание Для подпертых речных бьефов данные 1-й и 2-й строк таблицы, отвечающие рекам в бытовых условиях, следует уменьшить на 15 %, 3-й и 4-й строк - на 35 %. Меньшие значения Пл характерны для гладкого покрова, большие - для ледяного покрова

с торосами и шугой.

11

Расчет средневзвешенных значений всех приведенных в исходных данных морфометрических характеристик русла реки НКт\ ВКт\ пшКт\

ПлКт\ 1кт\ DyKm* НЭ уЧЭСТКв L Кш (уЧЭСТОК L Кт МОЖвТ ВКЛЮЧЭТЬ ОДИН ИЛИ

несколько z-ых подучастков) осуществляют по формуле

(25)

R-

Km А 1    *

/=l LKm

где R*Km - средневзвешенное значение искомой характеристики;

Nz - количество использованных для расчета R*Km z-x выделен

ных характерных подучастков реки;

R* - значение параметра на z-м выделенном характерном подучастке реки.

5.2.3.3 Далее дополнительно выполняют следующие предварительные вычисления.

Назначают постоянное число вертикалей в расчетных и контрольных створах NB на первом i-м участке реки. Указанное определение выполняют с учетом следующих условий

N„ = 300 при ----300,    (26)

^ m (min)


Q.


>300


(27)


при


m (min)


^ m (min)

где Q3- расход речной воды в створе на последнем (замыкающем или устьевом) расчетном подучастке реки, м3/с;

qm (mjn>- наименьший расход воды среди всех учитываемых источников ЗВ на всех рассматриваемых подучастках реки, м3/с (отсчет местоположения всех учитываемых вертикалей и источников сброса ЗВ в сечении водотока на всем рассматриваемом участке ведут от левого берега).

■Km


(28)


86400U


Km (max)


Время перемещения загрязненных масс воды между источником ЗВ и контрольным или расчетным створом ТКт, сут, рассчитывают по формуле

В фоновом створе сечение условного прямоугольного русла реки разделяют на NB сегментов с одинаковым расходом воды. Расход воды в сегменте фонового створа Осф определяют по формуле

P 52.24.811-2014

Содержание

1    Область применения...................................................................................1

2    Нормативные ссылки..................................................................................1

4    Общие положения.......................................................................................3

5    Методика проведения математического моделирования трансформации

ЗВ по длине водотока при наличии стационарных источников ЗВ.............4

5.1    Общие замечания...............................................................................4

5.2    Моделирования трансформации ЗВ подлине водотока.................5

6    Организация наблюдений за трансформацией ЗВ по длине водотока с

учетом результатов моделирования происходящих процессов при стационарном поступлении ЗВ в водный объект......................................26

6.1    Этапы усовершенствования организации наблюдений за

трансформацией ЗВ по длине водотока.......................................26

6.2    Обработка результатов моделирования........................................29

6.3    Проведение специальных (дополнительных) наблюдений для

корректировки параметров математической модели трансформации ЗВ по длине водотока............................................31

7    Учет влияния на качество речной воды нестационарных сбросов

ЗВ со склоновым стоком с территории населенных пунктов и сельхозугодий...........................................................................................38

7.1    Методика моделирования изменения содержания ЗВ подлине

водотока при нестационарном сбросе сточных вод.....................38

7.2    Организация наблюдений за трансформацией ЗВ по длине

водотока при нестационарном поступлении ЗВ в водный объект..............................................................................................47

7.2.1    Наблюдения за неорганизованным поверхностным

склоновым стоком с городской территории и промышленных площадок...............................................47

7.2.2    Наблюдения за поверхностным склоновым стоком с

территории неорошаемых сельхозугодий.......................50

8    Представление результатов моделирования и натурных наблюдений

изменения содержания ЗВ по длине реки................................................52

Приложение А (обязательное) Инструкция к программе «ГХМ-

трансформЗВ» - моделирование изменения концентраций ЗВ по длине водотока Программа «ГХМ-трансформЗВ» предназначена для проведения моделирование изменения

концентраций ЗВ подлине водотока....................................54

Приложение Б (рекомендуемое) Методы определения ориентировочных расходов склоновых вод. поступающих с городской территории и сельхозугодий, а также содержания в них ЗВ. .. 83 Приложение В (справочное) Примеры моделирования изменения

концентрации ЗВ подлине реки...........................................100

Библиография............................................................................................126

III

РЕКОМЕНДАЦИИ

УСОВЕРШЕНСТВОВАННАЯ СИСТЕМА РЕЖИМНЫХ И СПЕЦИАЛЬНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ ЗА ТРАНСФОРМАЦИЕЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ПО ДЛИНЕ ВОДОТОКОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОИСХОДЯЩИХ ПРОЦЕССОВ

Дата введения - с 2015-04-02 Срок действия - до 2020-12-02

1    Область применения

Настоящие рекомендации устанавливают этапы усовершенствования системы режимных и специальных наблюдений за трансформацией загрязняющих веществ по длине водотоков с использованием математического моделирования происходящих процессов и предназначены для межрегиональных управлений по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды и их филиалов, осуществляющих организацию и проведение наблюдений за состоянием поверхностных вод суши, а также оценку изменения качества воды по длине водных объектов.

Настоящие рекомендации могут быть использованы и в других заинтересованных организациях и учреждениях Росгидромета.

2    Нормативные ссылки

В настоящих рекомендациях использованы ссылки на следующие нормативные документы:

РД 52.24.622-2001 Методические указания. Проведение расчетов фоновых концентраций химических веществ в воде водотоков

Р 52.24.627-2007 Усовершенствованные методы прогностических расчетов распространения по речной сети зон высокозагрязненных вод с учетом форм миграции наиболее опасных загрязняющих веществ

СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения

3    Термины и определения

3.1    В настоящих рекомендациях применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 _

водный объект: Сосредоточение природных вод на поверхности

суши либо в горных породах, имеющее характерные формы распространения и черты режима.

[ГОСТ 19179-73, пункт 6]_

1

3.1.6 _

3.1.2

3.1.5 ингредиент: Вещество или показатель, входящие в состав наблюденных характеристик водного объекта.


качество воды: Характеристика состава и свойств воды, определяющая пригодность ее для конкретных видов водопользования.

[ГОСТ 17.1.1.01-77, пункт 4]_

3.1.8


3.1.7    Нестационарный сброс сточных вод: Сброс сточных вод с изменяющимися во времени расходами воды и концентрацией загрязняющих веществ.

3.1.10 Стационарный сброс сточных вод: Сброс сточных в с устойчивыми во времени расходами воды и концентрацией загрязняющих веществ.

3.1.9 Створ водотока (реки): Условное поперечное сечение водотока, используемое для оценок и прогноза качества воды.

3.2 В настоящих рекомендациях введены и приняты следующие сокращения:

БПК5 - биохимическое потребление растворенного кислорода содержащимися в воде органическими веществами в течение пяти суток;

ВЗ - высокое загрязнение;

ГСН - государственная сеть наблюдений;

ЗВ - загрязняющее вещество;

ПДК - предельно допустимая концентрация;

P 52.24.811-2014

ПК - персональный компьютер;

СПАВ - синтетические поверхностно активные вещества;

ХПК - химическое потребление кислорода;

ЭВЗ - экстремально высокое загрязнение.

4 Общие положения

4.1    В настоящих рекомендациях рассмотрены этапы усовершенствования системы режимных и специальных наблюдений за трансформацией ЗВ по длине водотоков с использованием математического моделирования происходящих процессов на основе результатов текущих и многолетних систематических гидрохимических и гидрологических наблюдений, проводимых в рамках ГСН.

4.2    Главная цель рекомендуемого проведения усовершенствования наблюдений - возможность более детально оценивать изменение качества воды по длине водных объектов с оценкой влияния на это качество отдельных источников ЗВ.

4.3    В основу усовершенствования наблюдений положен принцип использования обратной связи между результатами математического моделирования происходящих в водотоках процессов трансформации ЗВ и результатами проводимых (при необходимости корректируемых) режимных и специальных наблюдений.

4.4    С помощью разработанного программного комплекса, рекомендуется выполнение моделирования изменения содержания ЗВ по длине водотока с оценкой вклада отдельных источников ЗВ в изменение качества воды. Источники ЗВ могут быть стационарными и нестационарными. Последние отличаются кратковременностью поступления ЗВ вводный объект. Полученные результаты моделирования используют для корректировки текущих режимных и специальных гидрохимических и гидрологических наблюдений. Результаты режимных и специальных гидрохимических и гидрологических наблюдений привлекают для верификации используемых математических моделей.

4.5 По материалам и алгоритмам, приведенным в разделах 5 - 8, разработан программный комплекс для ПК «ГХМ-трансформЗВ», который является неотъемлемой частью настоящих рекомендаций.

В приложении А представлена инструкция для пользователей данного программного комплекса.

В приложении Б изложены методы определения ориентировочных расходов склоновых вод, поступающих в водоток с городской территории и сельхозугодий, а также содержания в них ЗВ.

3

В приложении В приведены примеры моделирования изменения концентраций ЗВ по длине реки.

5 Методика проведения математического моделирования трансформации ЗВ по длине водотока при наличии стационарных источников ЗВ

5.1    Общие замечания

5.1.1    Ниже одного или нескольких стационарных источников ЗВ изменение их содержания в водотоке обусловлено главным образом воздействием двух основных факторов:

-    смешением и разбавлением загрязненных вод (физический фактор);

-    совокупным влиянием преимущественно химических и биохимических процессов превращения, разрушения и деградации ЗВ в толще воды (химико-биологический фактор).

5.1.1.1    Интенсивность воздействия первого фактора на загрязненность вод зависит от гидроморфометрических параметров водного потока (скорости течения воды, глубины и ширины реки, извилистости и шероховатости русла), а также от направленности (угла) сброса сточных вод в русло водотока, соотношения скоростей течения воды в выпуске сточных вод и в реке, наличие в русле островов и т.д. Влияние указанных характеристик на формирование в речной воде химического состава по мере удаления от источника или источников ЗВ уменьшается в связи с уменьшением градиента концентрации ЗВ в сечении водного объекта и на определенном расстоянии становится не значимым.

5.1.1.2    Влияние второго фактора на скорость убыли концентрации ЗВ в речной воде зависит от целого ряда особенностей условий формирования качества воды, имеющих место на отдельных участках водотока:

-    состава и строения ЗВ;

-    температуры воды;

-    степени контакта водных масс с донными отложениями;

-    заселенности воды микроорганизмами;

-    зарастаемости русла макрофитами;

-    скорости движения воды;

-    количества взвешенных веществ в толще воды, их минерального состава, крупности и сорбционной способности и т.д.

5.1.2    Помимо указанного, существенное влияние на содержание ЗВ в реке могут оказывать такие обычно неконтролируемые факторы, как диффузное поступление в русло реки ЗВ с подземным стоком, а также со склоновым стоком с территории населенных пунктов и сельхозугодий, с атмосферными осадками, выпадающими непосредственно на водный объект, забор воды из загрязненной или незагрязненной части речного потока. В связи с этим, для описания особенностей второго фактора 4

воздействия обычно используют суммарный коэффициент скорости самоочищения (трансформации) ЗВ, отражающий влияние всей совокупности перечисленных факторов на формирование концентрации ЗВ на отдельных речных участках.

5.1.3 Из вышеприведенного следует, что для математического моделирования трансформации ЗВ целесообразно ориентироваться на использование обобщенных, желательно полученных на конкретном участке водного объекта коэффициентов, совокупно отражающих указанные процессы и факторы воздействия на содержание в речной воде ЗВ. В частности, для обобщенного описания чисто физических процессов воздействия на содержание ЗВ в водотоке можно использовать коэффициент дисперсии вещества в речном потоке; для совокупного учета воздействия физико-биохимических процессов и неучтенных диффузных поступлений ЗВ - суммарный коэффициент скорости самоочищения (трансформации) ЗВ. На первом этапе моделирования трансформации ЗВ по длине водного объекта эти коэффициенты рассчитывают эмпирически по имеющимся осредненным данным за отдельные характерные периоды годового цикла, в дальнейшем - с учетом результатов проведенных усовершенствованных режимных и специально организованных наблюдений. По верифицированным математическим моделям повторяют и уточняют расчеты распространения по длине водного объекта ЗВ в максимально загрязненной струе и при необходимости продолжают корректировку системы специальных и режимных наблюдений. Сравнивая рассчитанные в результате моделирования и фактически полученные значения концентраций ЗВ по длине водотока в максимально загрязненной струе определяют величину и характер изменения невязок (большие, малые, устойчивые, неустойчивые, зависящие или независящие от расхода воды и т.д.). Интервал варьирования значений невязок фактически является погрешностью математического моделирования содержания ЗВ для створов, где отсутствуют регулярные наблюдения. Если моделирование позволяет достаточно точно оценивать трансформацию ЗВ по длине речной сети, то становится возможной оптимизация режимных наблюдений в части сокращения их числа во времени и по длине реки.

5.2 Моделирования трансформации ЗВ по длине водотока

5.2.1 Рассматриваемая река или выделенная для моделирования часть реки делится на участки и подучастки (при наличии на реке водохранилищ основные участки берутся между ними). Границами участков являются: фоновый створ, узловые створы, в которых существенно (более чем на 20 %) резко меняется расход речной воды в результате поступления вод конкретного притока или сброса сточных вод, а также замыкающий створ на моделируемой части реки (например, устье реки).

5

Внутри участка реки по морфометрическим характеристикам могут быть выделены подучастки, для которых условно принимается, что расход реки существенно не меняется, а меняется только ширина, глубина или скорость речного потока (например, после выхода предгорной реки на равнинную часть территории водосбора или на участке ниже сброса сточных вод с небольшим расходом и т.п.).

5.2.2    Для аппроксимации процесса смешения и разбавления поступающих в водоток ЗВ использовано решение уравнения турбулентной дисперсии для одномерной плоской задачи точечного стационарного сброса ЗВ в русло реки с прямоугольным поперечным сечением, приведенное в работах [1] - [3], РД 52.24.622. Для перехода к любому объему поступающих в водоток водных масс их можно рассматривать как условный многоточечный сброс, захватывающий определенную часть ширины реки. С целью получения поперечного профиля концентраций в каждом заданном расчетном или контрольном створе ниже поступления ЗВ рассчитывают проекцию совокупного влияния рассматриваемого условного многоточечного сброса ЗВ на распределение концентраций в этом створе.

5.2.3    Перед моделированием разбавления загрязненных вод притоков и сточных вод в водотоке проводят ряд предварительных вычислений.

5.2.3.1 Напорный или рассеивающий выпуски путем специального расчета превращают в условный сосредоточенный сброс, местоположение которого будет находиться в створе начального смешения. Обозначения для параметров расчетного условного сосредоточенного сброса имеют вид:

-    расход сточных вод - q^;

-    концентрация вещества в сточных водах - С^усл)!

-    расстояние места условного (преобразованного) выпуска сточных

ВОД ОТ УСТЬЯ реКИ - L^y*,).

Скорость истечения сточной жидкости из оголовка ^ст, м/с, в соответствии с [4] рассчитывают по формуле

14NordC)

м3/с;

Ц~ - —*~л .    (1)

где qm - расход сточных вод, N от - число оголовков;

диаметр оголовка, м.

Рассчитывают параметр шл по формуле


l)r


m


(2)