Расчет НДС для отдельных выпусков в водохранилища и озера 1 глава

Величины НДС для выпусков сточных вод в водохранилища и озера определяются по приведенным ниже расчетным формулам, аналогичным формулам, приведенных в подразделе 4.3.2.

Основная расчетная формула для определения Сндс без учета неконсервативности вещества имеет вид:

С_НДС = n ( - ) + , (4.44)

где - предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в воде водоема, г/м³;

- фоновая концентрация загрязняющего вещества в воде водоема в месте выпуска сточных вод, г/м³;

- кратность общего разбавления сточных вод в водоеме, определяемая по формуле (4.5).

С учетом неконсервативности загрязняющего вещества расчетная формула имеет вид:

С_НДС = n ( e^kt- )+ , (4.45)

где - коэффициент неконсервативности, 1/сут;

- время перемещения сточных вод под влиянием течения от места их выпуска до расчетного створа, сут.

Значения коэффициента неконсервативности принимаются по данным натурных наблюдений или по справочным данным и пересчитываются в зависимости от температуры и скорости течения в водоеме.

При установлении НДС по БПК расчетная формула имеет вид:

С_НДС = n ( - )e^k0t - )+ , (4.46)

где - осредненное значение коэффициента неконсервативности органических веществ, обусловливающих фона и сточных вод, 1/сут;

- , обусловленная метаболитами и органическими веществами, смываемыми в водоем атмосферными осадками с площади водосбора на последнем участке пути перед контрольным створом длиной 0,5 суточного пробега.

Значение принимается равным: для горных водоемов 0,6 0,8 г/м³; для равнинных водоемов, расположенных на территории, почва которой не слишком богата органическими веществами, 1,7 2 г/м³; для водоемов, расположенных на болотистой территории или территории, с которой смывается повышенное количество органических веществ, 2,3 2,5 г/м³. Если расстояние от выпуска сточных вод до контрольного створа меньше 0,5 суточного пробега, то принимается равной нулю.

При установлении НДС по БПК с учетом требования к содержанию растворенного кислорода, а также при установлении НДС по взвешенным веществам рекомендуется использовать формулы из подраздела 4.3.2.

При наличии в водоеме устойчивых ветровых течений для расчета кратности общего разбавления может быть использован метод М.А. Руффеля. 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 глубины водоема, при этом загрязненная струя распространяется к береговой полосе против выпуска под воздействием донного компенсационного течения, имеющего направление, обратное направлению ветра.

Метод М.А. Руффеля имеет следующие ограничения: глубина зоны смешения не превышает 10 м, 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 (4.5). Кратность начального разбавления вычисляется следующим образом:

- при выпуске в мелководье или в верхнюю треть глубины:

, (4.47)

где - расход сточных вод выпуска, м³/с;

- скорость ветра над водой в месте выпуска сточных вод, м/с;

- средняя глубина водоема вблизи выпуска, м. Значение определяется в зависимости от средней глубины водоема следующим образом: при м на участке протяженностью 100 м; при м на участке протяженностью 150 м; при м на участке протяженностью 200 м; при ) м на участке про­тяженностью 250 м;

- при выпуске в нижнюю треть глубины:

. (4.48)

Кратность основного разбавления вычисляется следующим образом:

- при выпуске в мелководье или в верхнюю треть глубины:

, (4.49)

где - расстояние от места выпуска до контрольного створа, м;

(4.50)

- при выпуске в нижнюю треть глубины:

(4.51)

(4.52)

Если не выполняются условия применимости метода М.А. Руффеля, то расчет кратности начального разбавления выполняется согласно 4.3.2. Расчет кратности основного разбавления может быть выполнен численным методом А.В. Караушева.

При наличии в водоеме устойчивых течений расчет кратности основного разбавления может быть проведен с использованием аналитического решения уравнения турбулентной диффузии для сосредоточенного выпуска сточных вод:

, (4.53)

где , (4.54)

, (4.55)

(4.56)

, (4.57)

, (4.58)

, (4.59)

где - параметр сопряжения участка двухмерной диффузии с участком трехмерной диффузии, м;

- параметр сопряжения начального участка разбавления с ос­новным участком;

- параметр, учитывающий влияние ближайшего берега на кратность основного разбавления;

- характерная минимальная скорость течения в водоеме в месте сброса, соответствующая неблагоприятной гидрологической ситуации, м/с;

- расстояние выпуска от ближайшего берега, м;

- длина начального участка разбавления, рассчитываемая по формуле (4.13), м;

- коэффициент турбулентной диффузии, м²/с, определяемый по формулам (4.20), (4.23), в которых вместо средней скорости течения, глубины и коэффициента шероховатости ложа реки принимаются, соответственно, характерная минимальная скорость течения в водоеме , средняя глубина водоема вблизи выпуска и коэффициент шероховатости ложа водоема в зоне течения.

Если ветровые течения в водоеме имеют регулярно попеременное направление либо берега водоемов имеют неспокойную линию, а выпуск осуществляется в заливную или мысовую часть, либо зимой после ледостава отсутствуют ветровые течения, то описанные выше методы неприменимы. В этих случаях необходимо разрабатывать с участием специализированных научно-исследовательских организаций методы расчета, ориентированные на решение конкретных задач.

 

4.3.5. Расчет величин НДС для совокупности выпусков в водохранилища и озера, расположенные в пределах водохозяйственного участка

Совокупность выпусков сточных вод для водоема составляют выпуски, сточные воды которых сбрасываются непосредственно в водоем.

Реки, впадающие в водоем, следует рассматривать как береговые выпуски сточных вод. При этом концентрации веществ в устьях рек определяются заранее или описываются уравнением вида (4.30).

НДС для всех выпусков из рассматриваемой совокупности определяются из решения задачи математического программирования. Критерий оптимальности - минимум суммарных приведенных затрат на достижение НДС вида (4.29).

Модель водного объекта:

, (4.60)

где - вектор показателей (концентраций веществ), характеризующих качество воды в створе , г/м³;

- вектор фоновых концентраций веществ в водоеме, г/м³;

- вектор максимальных среднечасовых концентраций веществ в сточных водах выпуска i, г/м³;

- кратность разбавления сточных вод выпуска i на пути до створа ;

- множество номеров выпусков, оказывающих влияние на качество воды в створе .

Для расчета фоновых концентраций веществ в водоеме принимается, что они формируются в результате поступления нормированных веществ от всех источников и влияния внутриводоемных факторов, одинаковы в любом створе водоема (приближение полного перемешивания) и описываются системой уравнений:

, (4.61)

где - матрица, коэффициенты которой отражают процессы трансформации веществ в водоеме;

- множество номеров всех источников поступления нормированных веществ;

- расход сточных вод выпуска , м³/с.

 

Матрица коэффициентов трансформации имеет следующую структуру:

(4.62)

(4.63)

, (4.64)

где - коэффициенты трансформации веществ в водохранилище, м³/с.

Значениям соответствуют следующие показатели:

- азот общий;

- ;

- азот аммонийный;

- азот нитритов;

- азот нитратов;

- растворенный кислород;

- остальные показатели;

- коэффициент, характеризующий соотношение между и органическим азотом в воде водоема;

- коэффициент пересчета в в воде водоема;

, - соответственно коэффициенты стехиометрической эквивалентности аммонийный азот – кислород и нитритный азот – кислород, , . Коэффициенты и не являются универсальными и должны оцениваться для каждого конкретного водоема на основе калибрации модели по данным наблюдений.

Матрица описывает внутренний круговорот биогенных элементов в водном объекте. Поскольку для водоемов время водообмена, как правило, превышает характерное время обращения биогенных элементов по указанному циклу, то моделируемая в нем группа показателей — , азот аммонийный, азот нитритов и азот нитратов должна рассчитываться только совместно. Изолированный расчет этих показателей или расчет для неполной группы могут привести к значительному занижению расчетных концентраций и, сле­довательно, к установлению недостаточно жестких НДС.

Коэффициенты трансформации вычисляются по формуле:

, (4.65)

где - коэффициент неконсервативности (для растворенного кислорода вместо коэффициента неконсервативности используется константа реаэрации), 1/сут;

- объем заполнения водоема (водохранилища), км³;

- коэффициент приведения размерности в м³/с, ;

- расход водозабора или вытекающей из водоема реки, м³/с;

- множество номеров мест изъятия воды из водоема, включая водозаборы и вытекающие из водоема реки.

При расчете концентрации растворенного кислорода в правую часть соответствующего уравнения системы (4.61) добавляется член:

, (4.66)

где - растворимость кислорода в 1 м³ воды при расчетной температуре, г/м³.

Кратность разбавления определяется по формуле (4.5) как произведение кратности начального разбавления и кратности основного разбавления . Значения определяются по формулам (4.47) (4.48) или, если не выполняются условия применимости метода М. А. Руффеля согласно подраздела 4.3.2. Значения определяются по формулам (4.53) - (4.59) или численным методом А. В. Караушева.

Модель комплекса водоохранных мероприятий при рас­чете НДС веществ в водоемы полностью совпадает с описанной ра­нее моделью (4.37)-(4.39) комплекса водоохранных мероприя­тий для случая расчета НДС веществ в водотоки.

В результате решения задачи оптимизации (4.29), (4.60), (4.61), (4.34)-(4.39) определяются оптимальные доли расхода сточных вод, проходящие по различным технологичес­ким маршрутам очистки, и использования . После этого по формулам (4.41)-(4.43) определяются величины расходов сбрасываемых сточных вод - , концентрации веществ в сточных водах – и НДС веществ на выпусках сточных вод - НДСi, i=1,…..,N.

 

4.3.5. Расчетные условия

Расчетные условия для определения НДС веществ и реализующих их водоохранных мероприятий включают:

· гидрографические и морфометрические характеристики рек, расчетные гидрологические, гидравлические и гидрохимические характеристики речного стока в контрольных и расчетных (фоновых, устьевых и т.п.) створах, характеристики самоочищения рек бассейна;

· расчетные количественные и качественные характеристики ос­новных составных речного стока, формирующихся на участках между смежными по течению створами: подземного питания (стока) рек, поверхностного стока с промышленно-селитебных (застроенных), сельскохозяйственных (пахотных) и естествен­ных (непахотных) территорий водосбора;

· заданные или расчетные значения характеристик водозаборов, расходов и состава сбрасываемых сточных вод, сработки водохра­нилищ, перебросок стока, откачки подземных вод и т.п.;

· характеристики размещения пунктов водопользования и дру­гих хозяйственных воздействий на сток по гидрографической сети, требования водопользователей к качеству воды.

Основные требования при выборе расчетных условий:

· расчетные условия должны назначаться исходя из требований водопользователей к состоянию рек (расходам, качеству воды и их режиму) в контрольных створах или на участках между ними;

· расчетные характеристики речного стока, его со­ставляющих и влияющей на реки хозяйственной деятельности вви­ду асинхронности их изменений должны рассматриваться совмеще­нными во времени и по условиям водности года;

· расчетные значения речного стока, его составля­ющих и влияния хозяйственной деятельности должны быть сбалан­сированы по течению реки, что достигается при максимальной дета­лизации их рассмотрения;

· расчетное качество воды в фоновых и контрольных створах долж­но определяться для условий, достижимых на наилучших существующих технологиях очистки сточных вод, характеристик сбрасываемых сточных вод, чтобы исключить не­оптимальное использование ассимилирующей способности рек из-за от­сутствия или неудовлетворительной работы водоохранных сооружений;

· лимитирующие расчетные условия рек должны соответство­вать совмещенным во времени значениям их количественных и ка­чественных характеристик с учетом влияния хозяйственной деятель­ности, формирующим лимитирующие величины ассимилирующей способности рек по отдельным нормированным веществам или их группам на участках между контрольными створами; допускается при надлежащем обосновании определять лимитирующие расчет­ные условия рек бассейна по результатам расчетов для наиболее не­благоприятных сезонов (зимнего, летнего и, в ряде случаев, осенне­го) маловодного года с учетом рассмотрения, при необходимости, лет более высокой расчетной водности;

· расчетные условия для проектирования водоохранного сооружения должны соответствовать наиболее неблагоприятным значениям прогнозных характеристик реки, принимающей сточные воды, за период эксплуатации данного сооружения.

Для стандартизации процедуры выбора расчетных условий, формирующих лимитирующие величины ассимилирующей способно­сти рек бассейна, необходимо применять следующее оп­ределение отдельных характеристик рек и хозяйственных факторов:

а) расходы забираемой воды и сбрасываемых сточных вод - мак­симальные часовые по лимитирующим сезонам года за период дей­ствия разрабатываемых НДС веществ;

б) составы сбрасываемых сточных вод - соответствующие до­стижимым на наилучших существующих технологиях очистки сточных вод;

в) расходы воды рек на незарегулированных (необводняемых) участках - расчетные среднемесячные года 95%-ный обеспеченнос­ти с учетом влияния хозяйственной деятельности (допускается при надлежащем обосновании ограничиваться рассмотрением расчетных минимальных среднемесячных расходов по лимитирующим сезонам года 95%-ный обеспеченности);

г) расходы воды рек на зарегулированных (обводняемых) участ­ках - равные установленным гарантированным пропускам (переброс­кам) воды с учетом влияния хозяйственной деятельности (не ниже расчетных минимальных среднемесячных расходов по лимитирую­щим сезонам года 95%-ный обеспеченности);

д) фоновое качество воды рек - расчетное для условий приня­тых расчетных расходов воды по лимитирующим сезонам года, со­ответствующих им расчетных характеристик подземного и поверх­ностного стока, водозаборов, гидротехнических мероприятий, а так­же расходов и составов сточных вод, достижимых на наилучших существующих технологиях очистки сточных вод;

е) расстояния до створов - по фарватеру в километрах;

ж) скорости течения, морфометрические характеристики, коэф­фициенты смешения и неконсервативности - осредненные для уча­стков рек между смежными по течению створами при принятых рас­четных расходах воды по лимитирующим сезонам года; при отсут­ствии данных о значениях коэффициентов неконсервативности для рассматриваемых рек их значения могут быть приняты по справочной литературе;

з) величины поверхностного стока — соответствующие расчет­ным приращениям поверхностной составляющей стока рек на учас­тках между смежными по течению створами при принятых расчет­ных расходах воды по лимитирующим сезонам года;

и) величины (количество) атмосферных осадков - наблюдаемые месячные на участках водосборов между смежными створами гид­ропостов, совмещенные во времени с наблюдаемые среднемесяч­ными расходами рек, близкими к принятым расчетным по лимити­рующим сезонам года;

к) величины поверхностного стока с застроенных территорий - расчетные с учетом их площадей, принятых величин осадков и ко­эффициентов стока;

л) величины поверхностного стока с сельскохозяйственных (пахотных) и естественных (непахотных) территорий - соответствую­щие приращениям поверхностной составляющей стока рек (за вы­четом расходов поверхностного стока с застроенных территорий) на участках между смежными по течению створами с учетом соотноше­ний коэффициентов стока с данных типов территорий и их площадей;

м) составы поверхностного дождевого стока с застроенных тер­риторий - расчетные в стоке дождевых вод при значениях периода однократного превышения расчетной интенсивности дождя в пре­делах от 0,05 до 0,1 года;

н) составы поверхностного дождевого стока с сельскохозяйственных и естественных территорий - расчетные по сезонам года в жидком и твер­дом стоке максимальных дождевых паводков 25%-ный обеспеченности;

о) величины подземного стока - соответствующие расчетным приращениям подземной составляющей стока рек на участках меж­ду смежными по течению створами при принятых расчетных расхо­дах воды по лимитирующим сезонам года;

п) величины дренажного стока - расчетные максимальные средне­месячные по лимитирующим сезонам года 95%-ный обеспеченности;

р) концентрации веществ в дренажных водах - максимальные среднемесячные по лимитирующим сезонам года при расчетных ве­личинах дренажного стока.

Выбор расчетных условий для водоемов производится аналогично применяемым для рек с учетом специфики водоемов.

К специфичным условиям относятся:

объемы и уровни воды в водоеме - расчетные минимальные среднемесячные по лимитирующим сезонам года 95%-ный обеспеченности;

величины поверхностного и подземного стока с водосбора - соответствующие расчетным модулям составляющих стока рек, впадающих в водоем, или рек-аналогов при минимальных средне­месячных расходах воды по лимитирующим сезонам года 95%-ный обеспеченности;

скорость водообмена водоема – расчетная для условий лет 95%-ный обеспеченности;

частоты и скорости ветров вдоль берегового и нормального к берегу направлений, характеристики подледного течения воды;

время добегания до контрольного створа – расчетное по крат­чайшему расстоянию при максимальной скорости переноса водных масс (с учетом влияния ветра);

ассимилирующая способность водоема – расчетная при мак­симальной стратификации водных масс, минимальных коэффици­ентах смешения и коэффициентах неконсервативности веществ по лимитирующим сезонам года 95%-ный обеспеченности.

В качестве расчетных условий для прибрежных вод морей принимают:

гидрологические и гидрохимические данные водного объекта для наименее благоприятного периода;

санитарные показатели состава и свойств воды в период ее наиболее интенсивного использования;

фоновую концентрацию нормированного вещества, опреде­ляемую вне зоны влияния выпуска (на расстоянии более 5 км от вы­пуска) как среднеарифметическое значение концентрации нормиро­ванного вещества для наименее благоприятного периода;

характерную минимальную скорость морского течения, соот­ветствующую среднемесячной 95%-ный обеспеченности.

4.4. Условия сброса сточных вод в сети канализации

 

На территории Республики Бурятия имеются населенные пункты, оборудованные системой канализации, которые находятся на балансе муниципальных предприятий жилищно-коммунального хозяйства, и ведомственная система канализации, к которой частично подключен жилой массив поселка, города.

Системой централизованной канализации оборудованы следующие населенные пункты:

города:

· Улан-Удэ;

· Гусиноозерск;

· Северобайкальск;

· Закаменск;

· Бабушкин;

поселки:

· Селенгинск;

· Каменск;

· Онохой;

· Новая Брянь;

· Горхон;

· Таксимо;

· Выдрино;

· Татаурово;

· Кичера;

· Новый Уоян;

· Татарский Ключ.

В городах Улан - Удэ и Гусиноозерске вопросами водоснабжения и водоотведения (прием производственных сточных вод в городскую сеть канализации) занимаются муниципальные унитарные предприятия «Водоканал», которые разрабатывают «Правила приема производственных сточных вод в городскую сеть канализации», (в дальнейшем «Правила»).

⇐ Предыдущая13141516171819202122Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: