Порядок расчета норматива ПДС загрязняющих веществ для водохозяйственных районов следующий:
– расчет норматива ПДС начинается с первого створа. Для этого в зависимости (10×1) величина «С» приравнивается к СПДК, а искомой величиной является ∑СjQj;
– рассчитываются изменения концентрации «С» каждого вещества от створа К-1 к створу К по зависимости (1), начиная со второго створа и до последнего, при этом для каждого створа в зависимости (1) Со приравнивается к СПДК;
– нормативы ПДС загрязняющих веществ во всех створах, кроме первого рассчитываются по зависимости:
СПДК×Qк – С×Qк–1 (4)
где Qк и Qк-1 – расчетные расходы воды в водном объекте в К и К-1 створах.
Норматив нормативов ПДС отдельного выпуска сточных вод есть произведение расхода сточных вод q (м3/час) на допустимую концентрацию загрязняющего вещества Спдс (г/м3):
Норматив ПДС = q× СПДС (5)
В формуле (5) расчетной величиной является СПДС, «q» принимается по данным водопользователя.
Расчетная формула для определения СПДС:
а) для консервативных веществ
СПДС = Сф + n×(СПДК – Сф), (6)
б) для неконсервативных веществ
СПДС = Сф + n×(СПДК×ekt- Сф). (7)
Где:
СПДК — предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в воде водотока, г/м3;
Сф — фоновая концентрация загрязняющего вещества в водотоке выше выпуска сточных вод, г/м3;
k — коэффициент неконсервативности, 1/сут;
t — время добегания от места выпуска сточных вод до расчетного створа, сут.
n — кратность общего разбавления сточных вод в водотоке.
Кратность общего разбавления равна произведению кратности начального разбавленияnн на кратность основного разбавления no:
n = nн×no(8)
Начальное разбавление рассчитывается в следующих случаях:
· для напорных сосредоточенных и рассеивающих выпусков при соотношении скоростей речной воды Vр и скорости сточных вод из выпуска Vст.
Vст.³ 4 ×Vр (9)
· при абсолютных скоростях истечения струи из выпуска больше 2 м/c.
Кратность начального разбавления nnрассчитывается по методу Н.Н. Лапшева.
· Исходные данные:
– расход сточных вод q, м3/с;
– диаметр выпуска d0, м;
– количество выпуском N0;
– скорость течения воды в реке (в месте выпуска) Vр, м/с;
– глубина реки в месте расположения выпуска Н, м;
· Алгоритм расчета:
1) Находится скорость на оси струи
V0=Vp+ДV (10)
ДV – превышение скорости речного потока над скоростью на оси струи (задается в пределах 0,1¸0,15 м/с).
2) Определяется скорость истечения сточных вод из выпускных отверстий
Vcт.=4q/pd0N0, м/с (11)
3) Вычисляется параметр m (отношение скоростей)
m=Vp/V0 (12)
4) По номограмме (рис. 1) определяется
.Рисунок 1 - Номограмма для определения диаметра струи в расчетном сечении.
5) Рассчитывается диаметр нестесненной струи в расчетном сечении
, (13)6) Кратность начального разбавления без учета стеснения струи d<H определяется по формуле:
(14)7) Кратность начального разбавления с учетом стеснения струи d>H определяется по формуле:
где
определяется по рисунку 2.Рисунок 2 - Номограмма для определения поправочного коэффициента
Кратность основного разбавления n0 определяется по методу В.А. Фролова и И.Д. Родзиллера.
· Исходные данные:
‑ расчетный расход в водотоке в фоновом створе, Q, м3/с;
– расчетный расход сточных вод в выпуске, q, м3/с;
– скорость водотока при расчетном расходе, Vср, м/с;
– глубина водотока при расчетном расходе, Н, м;
– расстояние от выпуска до контрольного створа по прямой, Lп, м;
– расстояние от выпуска до контрольного створа по фарватеру, LФ, м.
· Алгоритм расчета:
1) Определяется коэффициент смешения:
где j – коэффициент извилистости (отношение расстояния до контрольного створа по фарватеру к расстоянию по прямой)
j= Lф/Lп , (18)
x – коэффициент, зависящий от места выпуска сточных вод (при выпуске у берега x=1, при выпуске в стрежень реки x=1,5); D – коэффициент турбулентной диффузии, м2/с.
2) Коэффициент турбулентной диффузии определяется.
D =gVH/37nшС2 (19)
где: g – ускорение свободного падения, g =9,81 м/c2;
nш – коэффициент шероховатости ложа реки,
C – коэффициент Шези, м1/2/c, определяемый по формуле Н.Н. Павловского
С=Ry/ nш
где R – гидравлический радиус потока, м (R»H);
y=2,5×Önш -0,13 –0,75 ÖR×(Önш –1),
· Для зимнего времени (периода ледостава)
D =gVRпр/37nпрСпр2 (20)
где Rпр, nпр, Спр– приведенные значения гидравлического радиуса, коэффициента шероховатости и коэффициента Шези;
Rпр =0,5H,
nпр = nш[1+(nл/ nш)1,5]0,67
где nл – коэффициент шероховатости нижней поверхности льда.
3) Кратность основного разбавления определяется по формуле:
no=(q+gQ)/q (21)