Розрахунок впливу антропогенної діяльності учасників ВГК на стан річкового басейну

2

Зміст

• 1. Оцінка природних умов басейну поверхневого водотоку
• 1.1 Фізико-географічна характеристика району
• 1.2 Фізико-географічна характеристика басейну річки
• 1.3 Кліматичні умови
• 1.4 Гідрологічні умови
• 1.6 Розрахунок водогосподарського балансу для частини річкового басейну
• 2. Складання схеми матеріального виробництва в заданому річковому басейні
• 3. Визначення концентрації забруднюючих речовин
• 4. Розрахунок впливу антропогенної діяльності учасників ВГК на стан річкового басейну
• 4.1 Умови скиду стічних вод у водойму
• 4.2 Розрахунок необхідного ступеня очистки
• Список використаної літератури
• 1. Оцінка природних умов басейну поверхневого водотоку
• 1.1 Фізико-географічна характеристика району
• Річка Луга протікає по території Волинської області. Волинська область -- область у на Волині в межах Волинської височини та Поліської низовини. Область розташована на північному заході України. Вона межує з Рівненською та Львівською областями України та з Польщою і Білорусією.
• 1.2 Фізико-географічна характеристика басейну річки
• Басейн р. Луга перетинає Локачинський, Іваничівський і Володимир-Волинський райони Волинської області. Довжина річки - 93 км, площа басейну - 1348 км², він простягся в західній частині Волинської височини. Луга бере початок поблизу с. Колпитів Локачинського району.
• На території досліджень склався спектр узаємозв'язків системи „населення-довкілля”, який визначає сучасний стан басейну р. Луги. Антропогенну навантаженість на басейн р. Луга оцінено за такими видами людської діяльності: населення, меліоративні роботи, сільськогосподарське використання земель, промисловість, транспорт, рекреація та природоохоронна діяльність.
• Вплив сільських і міських поселень на довкілля річкового басейну, його екологічну ситуацію проявляється в декількох аспектах:
• 1) забруднення повітряного басейну;
• 2) забруднення поверхневих і підземних вод;
• ) промислові та побутові відходи;
• 4) вилучення земель під забудову тощо.
• Ступінь поселенського навантаження на річковий басейн визначають за допомогою врахування площ під забудову, розрахунку щільності населення, характеру розселення. Найбільша кількість населення спостерігається у Володимир-Волинському районі, а густота - в Іваничівському. На території басейну розміщено міста Володимир-Волинський (38 768 осіб) та Нововолинськ (57 691 осіб).
• Великий вплив на функціонування басейну р. Луга мають осушувальні меліорації, що призводять до утворення антропогенного агроландшафту із властивими йому процесами. Осушені землі використовуються в основному в сільськогосподарському виробництві. На території басейну розміщено такі меліоративні осушувальні системи: Риловицька, Фалемицька.
• Сільськогосподарське освоєння досліджуваної частини басейну становить 73,52 %, лісистість - 14,66 %. У структурі сільськогосподарських угідь переважають орні землі 45,2 %, що зумовлено головним чином рівнинністю території та тривалим часом освоєння регіону. Розчленованість рельєфу створює сприятливі умови для розвитку ерозійних процесів, формування еродованих ґрунтів, яружно-балкової мережі й швидкої трансформації орних земель у несільськогосподарські.
• Відбувається змив найбільш родючого шару, виніс гумусу, сполук азоту та інших поживних речовин.
• 1.3 Кліматичні умови
• Клімат Володимира-Волинського помірно континентальний, зима відносно м`яка з частими відлигами, літо помірно тепле та вологе, весна і осінь затяжні. Середня температура січня 4,9 °C, липня +18 °C. Щорічна кількість опадів становить близько 600 мм.
• 1.4 Гідрологічні умови
• Відповідно до зони зволоження та типу джерела приймаємо:
• - середня багаторічна витрата [1];
• - коефіцієнт варіації, що залежить від кліматичних умов [1];
• Витрата води по роках різної забезпеченості визначається за формулою:
• (1.1)
• де - модульний коефіцієнт для переходу від величини стоку середнього по водності року до величини певної забезпеченості.
• До розрахунку приймаємо такі роки: дуже багатоводний забезпеченістю Р=5%, середній по водності Р=50%, маловодний Р=75%, засушливий Р=95%. Відповідно до цих років приймаємо відповідно , , , [2,табл.1.3].
• Тоді витрати води по роках різної забезпеченості становитимуть:
• Витрати річки в різні місяці років різної забезпеченості визначаються за формулою:
• (1.2)
• де - відносний розподіл стоку в -ий місяць року заданої забезпеченості[1].
• Об'єм середнього багаторічного стоку визначається за формулою:
• (1.3)
• Всі розрахунки проводимо в табличній формі (табл.1.1)
• Таблиця 1.1
• Річний стік річки і його розподіл по місяцях в роки різних забезпеченостей

Р, %	Показники	Один. вим.	Місяці
			І	ІІ	ІІІ	ІV	V	VІ	VІІ	VІІІ	ІX	X	XІ	XІІ
5	a	%	5,0	13,6	32,4	9,9	4,9	4,2	6,9	3,4	3,3	4,1	6,4	5,9
	Q		4,3	11,7	27,8	8,48	4,2	3,6	5,9	2,9	2,8	3,5	5,5	5,1
			0,011	0,03	0,072	0,022	0,011	0,01	0,015	0,008	0,007	0,009	0,014	0,013
50	a	%	6,1	10,7	32,2	13,0	6,2	4,4	3,0	3,8	4,2	5,2	6,3	4,9
	Q		2,63	4,61	13,87	5,6	2,67	1,9	1,3	1,64	1,81	2,24	2,71	2,11
			0,007	0,012	0,036	0,015	0,007	0,005	0,003	0,004	0,005	0,006	0,007	0,005
75	a	%	5,7	7,0	32,0	14,4	7,9	3,9	3,0	3,1	4,6	5,2	6,6	6,6
	Q		1,59	1,96	8,95	4,03	2,21	1,1	0,84	0,87	1,29	1,45	1,85	1,85
			0,004	0,005	0,023	0,01	0,006	0,003	0,002	0,002	0,003	0,004	0,005	0,005
95	a	%	4,6	5,7	34,3	17,4	9,6	3,6	2,5	2,5	4,4	4,8	5,5	5,1
	Q		0,52	0,65	3,91	1,98	1,1	0,41	0,29	0,29	0,5	0,55	0,63	0,58
			0,001	0,002	0,01	0,005	0,003	0,001	0,001	0,001	0,001	0,001	0,002	0,002

• За даними таблиці будуємо гідрограф стоку річки (рис.1.1).
• 1.5 Визначення величини незворотного водоспоживання і водовідведення від основних учасників ВГК
• До складу ВГК в даному регіоні входять: місто, сільське господарство, гідроенергетика, зрошення і підприємства.
• Незворотні витрати води від споживачів визначаються за формулою:
• (1.4)
• де - витрата води для одного споживача, ; - відсоток незворотних втрат води, %[3,дод.3].
• Середня кількість стічних вод від водоспоживачі визначається за формулою:
• (1.5)
• Розрахунки ведемо в табличній формі (табл.1.2).
• Таблиця 1.2
• Незворотні витрати води і середня кількість стічних вод від водоспоживачі

№ п/п	Водоспоживачі	,	,%	,	,
1	Місто	0,75	5,5	0,041	0,459
2	Сільське господарство	0,35	18	0,063	0,287
3	Енергетика	0,85	4	0,034	0,816
4	Зрошення	0,45	88	0,396	0,054
Підприємства
5	І Молокозавод	0,15	20	0,03	0,12
6	ІІ Маргариновий	0,25	20	0,05	0,2
7	ІІІ Склозавод	0,4	77	0,308	0,092
8	ІVТекстильна фабрика	0,3	9	0,027	0,279
Всього	1,1		0,415	0,691

• 1.6 Розрахунок водогосподарського балансу для частини річкового басейну
• Водогосподарський баланс складається із прихідної і витратної частини. Прихідна частина - це річковий стік забезпеченістю 5, 50, 75, 95%. Витратна частина складається з сумарного незворотного водоспоживання на всій території частини басейну та з транзито - мінімальної санітарно-екологічної витрати. Розрахунки проводимо в табличній формі (табл.1.3).
• Таблиця 1,3
• Розрахунок водогосподарського балансу для частини річкового басейну

Місяці Статті витрат	Місяці
	І	ІІ	ІІІ	ІV	V	VІ	VІІ	VІІІ	ІX	X	XІ	XІІ
Стічні води	Промисловість	0,69	0,69	0,69	0,69	0,69	0,69	0,69	0,69	0,69	0,69	0,69	0,69
	Місто	0,33	0,33	0,33	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,33	0,32	0,32
	Сільське г-во	0,2	0,2	0,2	0,37	0,37	0,37	0,37	0,37	0,37	0,2	0,2	0,2
	Енергетика	0,65	0,65	0,87	0,87	0,87	0,87	0,87	0,87	0,87	0,87	0,87	0,66
	Зрошення	-	-	-	-	0,08	0,13	0,21	0,16	0,08	-	-	-
Всього	1,87	1,87	1,87	2,53	2,61	2,66	2,74	2,69	2,61	2,09	2,08	1,87
Незворотні витрати	Промисловість	0,42	0,42	0,42	0,42	0,42	0,42	0,42	0,42	0,42	0,42	0,42	0,42
	Місто	0,029	0,029	0,029	0,053	0,053	0,053	0,053	0,053	0,053	0,029	0,029	0,029
	Сільське г-во	0,045	0,045	0,045	0,082	0,082	0,082	0,082	0,082	0,082	0,045	0,044	0,044
	Енергетика	0,027	0,027	0,036	0,036	0,036	0,036	0,036	0,036	0,036	0,036	0,036	0,027
	Зрошення	-	-	-	-	0,57	0,95	1,52	1,14	0,57	-	-	-
Всього	0,52	0,52	0,53	0,59	1,16	1,54	2,11	1,73	1,16	0,53	0,52	0,52
Витрата джерела	2,39	2,39	2,4	3,12	3,77	4,2	4,85	3,83	3,77	2,62	2,6	2,39
Санітарно-екологічна витрата	0,29
Q	0,81	0,81	0,82	0,88	1,45	1,83	2,4	2,02	1,45	0,82	0,81	0,81
Wнезв	0,0021	0,0021	0,0021	0,0023	0,0038	0,0048	0,0062	0,0052	0,0038	0,0021	0,0021	0,0021
	0,0089	0,028	0,07	0,02	0,0072	0,0052	0,0088	0,0028	0,0032	0,0069	0,012	0,011
	0,005	0,01	0,034	0,013	0,0032	0,0002	-0,0032	-0,0012	0,0012	0,0039	0,0049	0,0029
	0,0019	0,003	0,021	0,008	0,0022	0,0002	-0,0042	-0,0029	-0,0008	0,002	0,003	0,003
	-0,0008	-0,0004	0,0079	0,0027	-0,0008	-0,004	-0,0054	-0,0044	-0,0025	-0,0011	-0,0001	-0,0006

• Висновок: відповідно до результатів таблиці існуюче джерело водопостачання не задовольняє потреби учасників ВГК, при 95%,75% , а також частково 50% забезпеченості учасники ВГК не будуть забезпечені водою і тому потрібно передбачити на цей період додаткові джерела водопостачання даного об'єкта.
• 2 Складання схеми матеріального виробництва в заданому річковому басейні
• Заданий річковий басейн має розвинуте промислове господарство. Аналіз даних по кожній категорії забруднювачів і аналіз даних по об'ємах використаної та скинутої води дозволяє знайти зведену карту по якостям і витратам води підприємств даного річкового басейну. Карта аналізу взаємодії підприємств по і-тому показнику кості води наведена на рис.2.1.
• Схеми розташування промислових підприємств з послідовною схемою водокористування, з зворотною схемою водокористування і з локальними очисними спорудами наведено на рис.2.2-2.4.
• річковий басейн водотік антропогенна
• 3. Визначення концентрації забруднюючих речовин
• Концентрація забруднюючих речовин в суміші стічних вод, які скидають у водойму визначається за формулою:
• (3.1)
• де - концентрації - , , , , ,, , - відповідно концентрації завислих речовин, БПК, іонів важких металів, жирів, , азоту, ХПК, хлоридів в суміші стічних вод, мг/л; - витрата стічних вод підприємств, що безпосередньо скидають воду в джерело, ; - концентрації забруднень стічних вод підприємств, що безпосередньо скидають воду в джерело, мг/л [3,дод.5].
• На основі концентрації забруднюючих речовин від підприємств і на основі гранично допустимих концентрацій забруднюючих речовин у воді водойми будуємо кругову діаграму (рис.3.1).
• Висновок: виходячи з діаграми із стічними водами скидаються підвищені концентрації завислих речовин, ІВМ, жирів, , ХПК та N. Тому для доведення даного стану концентрацій забруднюючих речовин до гранично допустимих концентрацій рекомендується реконструювати існуючі очисні споруди шляхом влаштування жиро вловлювачів, тонкошарових відстійників, потужніших повітродувок для покращення процесу біологічної очистки, доочистки стічних вод на біоставках, зернистих фільтрах.
• 4. Розрахунок впливу антропогенної діяльності учасників ВГК на стан річкового басейну
• 4.1 Умови скиду стічних вод у водойму
• Умови скиду стічних вод у водні об'єкти визначаються з врахуванням:
• - ступеня можливого змішування та розбавлення стічних вод з водою водойм на шляху від місця водовипуску до розрахункового створу;
• - якості води водойми вище пункту створу водовипуску.
• У контрольному створі склад та властивості води повинні відповідати нормативам. На водотоці наступний пункт водокористування повинен знаходитись в одному кілометрі за течією від контрольного створу.
• 4.2 Розрахунок необхідного ступеня очистки
• Гранично допустима концентрація завислих речовин у стічних водах, що скидаються до водойми, визначається за формулою:
• (4.1)
• де - допустиме санітарними нормами збільшення концентрації завислих речовин у річці після скиду стічної води, приймаємо =0,7…0,75; - коефіцієнт змішування; - найменша середньомісячна витрата води у річці у дуже маловодний рік 95% забезпеченості, ; - витрата стічних вод від населеного пункту або групи підприємств у даному розрахунковому створі, ; - концентрація завислих речовин, =45мг/л.
• (4.2)
• де - основа натурального логарифму (=2,718); - коефіцієнт, що враховує гідравлічні умови змішування стічних вод з водою річки; - відстань по фарватеру річки від місця випуску стічних вод до розрахункового створу, =2500м.
• (4.3)
• де е- коефіцієнт звивистості річки, рівний відношенню відстані по фарватеру від місця випуску стічних вод до розрахункового створі; ц- коефіцієнт, що залежить від місця і конструкції випуску стічних вод у водоймища, при береговому ц=1 ; - середня швидкість течії води у річці між випуском стічних вод і розрахунковим створом, =4,5 м/с; - середня глибина річки на тій же ділянці, =5 м.
• Кратність розбавлення визначається за формулою:
• (4.4)
• Ступінь необхідної очистки по завислим речовинам визначається за формулою:
• (4.5)
• де - концентрація завислих речовин у розрахунковому створі, мг/л.
• Концентрація завислих речовин у стічній воді від міста визначається за формулою:
• (4.6)
• де - кількість завислих речовин від однієї людини, =65; - питома норма водовідведення, приймаємо =300л/доб.
• Концентрація завислих речовин у розрахунковому створі для міста визначається за формулою:
• (4.7)
• де - кратність розбавлення в і-тому створі.
• Концентрація завислих речовин у розрахунковому створі для групи підприємств визначається за формулою:
• (4.8)
• Розрахунки ведемо в табличній формі (табл.4.1)
• Таблиця 4.1
• Розрахунок необхідного ступеня очистки

№ створу	,	,					,	,
Місто	0,29	0,6	0,22	0,074	45,8	1,11	136,36	181,36
Підприємства	0,29	0,7	0,21	0,071	45,82	1,09	45,22	90,22

• Висновок: у розглянутих створах найменшу кратність розбавлення має перший ствір. В цьому створі можливе забруднення джерела при скиді стічних вод міста. Із розглянутих створів потребують доочистки стічних вод перед їх скидом.
• Список використаної літератури
• 1. Справочник по водным ресурсам /Под ред. Б.Й.Стрельца - К.:Урожай, 1987. - 304с.
• 2. Василенко О.А., Литвиненко Л.Л., Квартенко О.М. Раціональне використання та охорона водних ресурсів: Навчальний посібник. - Рівне: НУВГП, 2007. - 246с.
• 3. Методичні вказівки для виконання розрахункової роботи «Схема раціонального використання водних ресурсів певного регіону України» з курсу «Раціональне використання, охорона та моніторинг водних ресурсів» для студентів спеціальності 7.092601 «Водопостачання та водовідведення» денної та заочної форм навчання. / Литвиненко Л.Л., Косінов В.П., Квартенко О.М. - Рівне. УДАВГ, 1999. - 27с.