Расчет и оценка поверхностного стока с автомобильной дороги
Задание
Определить величину фактического сброса загрязняющих веществ (взвешенные вещества, нефтепродукты, свинец) в водоток с участка автодороги Тверской области. Содержание взвешенных веществ в реке (в природных условиях) Сф = 15 мг/л, фоновые концентрации прочих веществ отсутствуют. Автомобильная дорога имеет g-ую категорию с продольным уклоном i (‰) и площадью участка водосбора F (га). Глубина в русле водотока h (м), средняя скорость потока в русле V (м/с), расстояние от места выпуска CB до контрольного створа по течению реки lф, (м), коэффициент извилистости f, минимальный расход воды в водотоке Qмин (м3/с).
Оценить возможность сброса сточных вод без предварительной очистки. Если величина М ≤ ПДС, то может быть допущен сброс поверхностных сточных вод с автодороги непосредственно в водоток без очистки. В случаях, когда М> ПДС, сброс поверхностных сточных вод без очистки не допускается. При очистке следует обеспечивать на выходе из очистного сооружения концентрацию 3В, не превышающую значение Спрд.
Исходные данные к заданию
Таблица 1 – Исходные данные
Вариант F, га g i, ‰ V, м/с h, м f
Qмин, м3/с lф, м
5 1,4 V 0,6 0,9 2 1,05 66 225
Решение
Определим расход дождевых вод:
Qcд=qуд∙F∙K=4∙1,4∙1=5,6 л/c
где qуд – удельный расход дождевых вод, л/c на 1 га (для Тверской и окружающих ее областей и времени поверхностной концентрации 5 минут qуд = 4 л/c на 1 га); F – площадь участка автодороги (моста), с которой вода будет поступать в водный объект, га; K – коэффициент, учитывающий изменение удельного расхода воды в зависимости от среднего продольного уклона участка дороги или моста (i, ‰ = 0,6 ⟹ K=1,0 ).
Определим расход талых вод:
Qcт=0,5∙F∙hс∙Kс=0,5∙1,4∙20∙0,8=11,2 л/c или 0,0112 м3с
где hс – слой стока за 10 дневных часов, мм (для Тверской и окружающих ее областей hс = 20 мм); Kс – коэффициент, учитывающий окучивание снега (Kс = 0,8).
Определим величину фактического сброса Mj (г/ч) j-го загрязняющих веществ (ЗВ) с поверхностными сточными водам по каждому ингредиенту (взвешенные вещества, свинец, нефтепродукты) загрязнения:
Mj=3600∙Cj∙Qc/1000
Mвзвеш=3600∙810∙11,2/1000=32 592 г/ч
Mсвинец=3600∙0,09∙11,2/1000=3,6 г/ч
Mнефтепр=3600∙7,8∙11,2/1000=314,5 г/ч
где Cj – фактическая концентрация j-го 3В в поверхностном стоке (табл
. 2), мг/л; Qc – расчетный расход поверхностных сточных вод (примем наибольший из рассчитанных выше расходов дождевых и талых вод = 11,2), л/с.
Таблица 2 – Концентрации загрязнений в поверхностном стоке с автодороги
Категория дороги Концентрация ЗВ в поверхностном стоке мг/л
Дождевые воды Талые воды
Взвешен-ные вещества Свинец Нефтепродукты Взвешен-ные вещества Свинец Нефтепродукты
I 1300 0,28 24 2700 0,30 26
II 1040 0,22 19,2 2160 0,24 20,8
III 780 0,17 14,4 1620 0,18 15,6
IV 520 0,11 9,6 1080 0,12 10,4
V 390 0,09 7,2 810 0,09 7,8
Определим коэффициент турбулентной диффузии Д:
Д=V∙h200=0,9∙2200=0,009
где V – средняя скорость течения водотока, м/с; h – глубина водоема, м.
Расчет коэффициента α, учитывающего влияние гидравлических факторов смешения:
α=τ∙f∙3ДQмакс=1,5∙1,05∙30,0090,0112=1,464
где τ – коэффициент, учитывавший место выпуска сточных вод (τ = 1,5); f – коэффициент извилистости; Qмакс=Qc=0,0112 м3с
Коэффициент смешения сточных вод (СВ) с водой водотока:
γ=1-exp(-α3lф)1+QминQмаксexp(-α3lф)=1-exp(-1,464∙3225)1+660,0112exp(-1,464∙3225)=0,556
где lф – расстояние от выпуска СВ до створа водопользования по фарватеру, м; Qмин – среднемесячный расход воды водотока 95%-й обеспеченности, м3/с.
Расчет предельно допустимого содержания 3В в поверхностном стоке c учетом смешения его с водами водотока Спрд, мг/л:
Спрд=γ∙Qмин(СПДК-Сф)Qс
Спрд взвеш=0,556∙66∙(15,25-15)0,0112=818,8 мг/л
Спрд свинец=0,556∙66∙(0,05-0)0,0112=163,8 мг/л
Спрд нефтепр=0,556∙66∙(0,1-0)0,0112=327,5 мг/л
где СПДК – ПДК данного 3В в водотоке, мг/л (табл
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
