Комплексное использование и охрана водных ресурсов

 

      Рассчитываются  средние концентрации.

1. Реальные условия:

       18,54 мг/л;

       5,56 мг/л; 

2. Естественные  условия:

0,44 мг/л;

,02 мг/л. 

   Расчеты показали, что в естественных условиях, то есть без антропогенного воздействия, средние концентрации биогенных  элементов значительно меньше, чем  в реальных условиях. Концентрация  по азоту в реальных условиях составляет 18,54 мг/л, что примерно в 42,1 раза больше концентрации в естественных условиях. По фосфору наблюдаются различия концентрации биогенных элементов в 278 раза больше, чем в естественных условиях. 

6 ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВОДЫ С УЧЕТОМ ПРОЦЕССА САМООЧИЩЕНИЯ РЕКИ

   Сточные воды в русле реки подвергаются самоочищению, в результате которого, концентрации биогенов в замыкающем створе существенно снижаются. Наиболее простая модель процесса самоочищения описывается зависимостью 

    ,                                                      (6.1) 

где  C_х – концентрация биогенного вещества в замыкающем створе, мг/л;

   С_о – концентрация биогенного вещества в сточных водах, мг/л;

    - время добегания, сут;

     – коэффициент самоочищения, принимаемый для азота и фосфора, соответственно, 0,92;1,1.

Коэффициент самоочищения зависит от конкретных природных условий.

   Величина С_о может быть принята по результатам расчета выноса биогенов по выше приведенным формулам. Время добегания 

                                                                                                                       (6.2) 

где – расчетная длина реки до рассматриваемого створа, км;

       – средневзвешенная (за год) скорость течения, принимаемая для малых рек 0,3 – 0,5 м/с.

   Так как от истока биогенам необходимо пройти всю длину реки , а ближе к замыкающему створу – незначительные расстояния, величину   для рассредоточенных источников сточных вод рекомендуется принимать 0,5.

   Концентрация биогенного вещества в сточных водах берется по данным таблицы 5.10

1. Реальные условия:

       18,54 мг/л;

       5,56 мг/л;

2. Естественные условия:

мг/л;

 ,02 мг/л.

      Длина реки со всеми ее притоками составляет 105,0 км, а средневзвешенная скорость за год течения реки принимается равной 0,4 м/с или 34,56 км/сут.  

       сут.

                   

   Для ориентировочных расчетов в курсовом проекте можно принять следующие величины, характерные для малых рек Западно – Сибирского региона: для азота = 0,80-0,96; для фосфора =1,43-0,83. Вычисленные по формуле 6.1 значения концентраций фосфора и азота в замыкающем створе сравниваются с допустимыми по [2], приложение 3. По экологическим нормативам концентрация азота не должна превышать 0,3 – 0,5 мг/л, фосфора – 0,03 – 0,1 мг/л. 

      мг/л;

       мг/л; 

   В естественных условиях концентрации биогенных  веществ в замыкающем створе будут  равны 

 мг/л;

       мг/л;

      В естественных условиях не наблюдается превышение концентрации по азоту, а в реальных условиях наблюдается превышение в 2,4 раза. Превышение по фосфору в реальных условиях в 1,45 раза, в естественных условиях концентрация удовлетворяет требованиям экологических нормативов, и даже меньше ПДК (С=0,1). 

   Пересчитывается коэффициент самоочищения по следующей формуле для реальных условий

          

                                                   ,                                                             (6.3) 

       = 0,29;

      = 0,123. 

   Вывод: необходимо разработать мероприятия  по снижению объема поступающих биогенных  веществ и созданию условий на водосборе и в русле реки, способствующих повышению ее способности к самоочищению. Для этого необходимо, чтобы концентрации биогенных веществ в реальных условиях не превышали аналогичных величин в естественных условиях. 

 

      7 МЕРОПРИЯТИЯ ПО УЛУЧШЕНИЮ СОСТОЯНИЯ РЕКИ

   Предварительно  полезно оценить требуемую степень  самоочищения реки, подставив в формулу (6.3) вместо С_х значение ПДК соответствующего загрязняющего вещества (см. п.6). Большие значения вычисленного коэффициента самоочищения ( К > 1,5-2,0 ) свидетельствуют о том, что ресурсы самой реки к самоочищению близки к исчерпанию и требуется серьезная перестройка хозяйствования на водосборе, включая изменение структуры землепользования.

Для этого  нужно, прежде всего, выявить главные  источники загрязнения. Затем следует попытаться снизить объемы поступающих биогенов за счет изменения технологии очистки животноводческих стоков, технологии содержания скота, структуры его поголовья, изменения дозы минеральных и органических удобрений, агротехники. Если принятых мер окажется недостаточно, то необходимо предусмотреть мероприятия по регулированию стока на водосборе с помощью лесополос различного назначения, устройство биопрудов , регулирование стока прудами и водохранилищами.

      Коэффициенты  самоочищения равны

       = 0,29;

      = 0,123.

                                                                        

   Ресурсы самой реки к самоочищению близки к исчерпанию, следует предпринять мероприятия по улучшению состояния реки.

   Рекомендации  по улучшению состояния реки следующие:

1. Уменьшение площади пашни на 40 %;
2. Уменьшение поголовья КРС и свиней на 30 %;

   Расчеты выполняются аналогично п. 5.1–5.3 и сведены в таблицах 7.1 – 7.5, приложении Б(таблица Б3). 
 

Таблица 7.1 – Расчет концентрации фосфора с пашни, при проведении мероприятий по улучшению состояния реки

№ СФК	Fi, га	yi, мм	hв, мм	Gт, т/га	Wф, т/га	Мф, т	Wi, млн. м3	Ст, мг/л
1	2	3	4	5	6	7	8	9
19	10,875	0,051	0,092	0,75	0,017	0,1841	0,556	0,330819
20	47	0,048	0,087	0,75	0,017	0,7955	2,265	0,351257
21	2,75	0,056	0,100	0,75	0,017	0,0465	0,153	0,304631
24	2,5	0,018	0,032	0,75	0,017	0,0423	0,045	0,944194
26	15,3375	0,029	0,053	0,75	0,017	0,2596	0,448	0,579734
∑	78,4625					1,3281	3,467	0,3831

 

Таблица 7.2 – Вынос биогенных элементов с угодий

Угодье	Fi, га	Wi, млн. м3	Азот		Фосфор (ж.)		Фосфор (тв.)		Фосфор (общ.)
			СN, мг/л	МN, т	СP, мг/л	МP, т	СP, мг/л	МP, т	МP, т	СP, мг/л
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
пашня	7846,25	3,467	9,392	32,56	1,96	6,794	0,383	1,33	2,34	0,023
лес	88441,2	94,783	0,4	37,91	0,015	1,422	-	-	1,42	0,014
луг пойм	3714	1,230	2,016	2,479	0,11	0,135	-	-	0,13	0,001
болото	3750	2,026	1,58	3,201	0,04	0,081	-	-	0,08	0,001
∑	103751,5	101,505	0,75023	76,15	0,0831	8,4327	0,013	1,33	9,76	0,096