Министерство образования Республики Беларусь
Белорусский Национальный Технический Университет
Кафедра "Водоснабжения и водоотведения"
Реферат
на тему
"Учет водохозяйственных и водоохранных мероприятий в бассейне реки Ипуть при проектировании заводов по производству тракторов"
по дисциплине:
"Рациональное использование и охрана водных ресурсов"
Выполнил:
Руководитель: профессор Колобаев А.Н.
Минск-2010
Река | Расчётный створ | Площадь водосбора, км2 | Годовой сток, млн. м3 | Минимальный месячный сток 95% -ой обеспеченности, млн. м3 | ||
Средне мно-голетний | обеспечен-ностью 95% | летний | зимний | |||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
Ипуть | гр. РФ | 9650 | 1440 | 745 | 10,8 | 11,9 |
устье | 10900 | 1630 | 839 | 12,2 | 13,5 |
Обоснование водохозяйственных и водоохранных мероприятий проводится в бассейне реки Ипуть. Вариант социально-экономического развития №3. Он базируется на том, что ожидается рост населения на 10% (по сравнению с 2000 годом), промышленного производства на 30% (по сравнению с 2000 годом) и орошаемых площадей на 10% (по сравнению с 1990 годом).
Предельно допустимые концентрации по загрязняющим веществам в поверхностных водных объектах для рыбохозяйственного водопользования в Республике Беларусь равны:
ПДКБПК = 3 г/м3;
ПДКазот = 0,39 г/м3;
ПДКмедь = 0,002 г/м3.
Ориентировочные показатели качества сточных вод на выходе очистных сооружений, соответствующих "наилучшим технологиям":
Kс. в. БПК = 15 г/м³;
Kс. в. азота = 10 г/м³;
Kс. в. медь = 0,01 г/м³.
Удельный вынос по каждому загрязняющему веществу с урбанизированных зон равен:
Курб. БПК5 = 23 г/м³;
Курб. азот ам. = 1,6 г/м³;
Курб. медь = 0,001 г/м³.
Удельный вынос с сельскохозяйственных зон по каждому загрязняющему веществу равен:
Кс/хБПК5 = 4 кг/га;
Кс/хазот ам. = 1 кг/га;
Кс/хмедь = 0,005 кг/га.
Значения фоновых концентраций загрязняющих веществ в р. Сож:
KеБПК = 1,2 г/м³;
Kеазота ам. = 0,1 г/м³;
Kемедь = 0,001 г/м³.
Осредненные концентрации загрязняющих веществ в верхнем створе реки Ипуть:
Кв. с. БПК5 = 2,0 мг/л;
Кв. с. азот ам. = 0,39 мг/л;
Кв. с. медь = 0,003 мг/л.
В данной работе по обоснованию водохозяйственных и водоохранных мероприятий в бассейне реки Ипуть при проектировании заводов по производству тракторов варианта социально-экономического развития 3 с полным обеспечением удовлетворения всех потребностей для данного производства и безопасности для окружающей среды.
Все исходные данные были взяты согласно нормам, принятым в РБ.
В состав курсовой работы входят расчёты по следующим пунктам с соответствующими пояснениями:
определение потребностей в воде;
составление водохозяйственных балансов и обоснование водоохранных мероприятий;
составление гидрохимических балансов и обоснование водохозяйственных мероприятий;
определение затрат по водохозяйственным и водоохранным мероприятиям.
А также по проведенным расчетам и обосновании их даётся вывод по реализации запланированного проекта и его влияния на окружающую среду.
1.1 Потребности в воде городского населения определяются по формуле:
Wгор=0,365qнNгор,
где Wгор - годовой объем воды (в м3), требуемый для водоснабжения городского населения; qн - удельная норма водопотребления (в л/сут) на одного городского жителя.
Определим количество населения, проживающего на территории бассейна реки Ипуть (N*). Для этого составим пропорцию, зная, что население Республики Беларусь - 10250 тыс. человек, а население крупнейших городов составляет 4230 тыс., при общей площади территории РБ - 208 тыс. км², а площадь водосбора р. Ипуть в пределах РБ - 1,250 тыс. км²:
N* = 1250* (10250 - 4230) /208000 = 36,17 тыс. человек.
В РБ дифференциация населения следующая:
Городское население составляет 75%; Сельское население - 25%.
Таким образом, численность городского и сельского населения на территории бассейна р. Ипуть соответственно составляет:
Nгор = 0,75* N* = 0,75*36,17 = 27,13 тыс. человек;
Nсел = 0,25* N* = 0,25*36,17 = 9 тыс. человек.
Поскольку удельная норма водопотребления на одного городского жителя qн = 300 л/сут, то:
Wгор = 0,365*300*27,13*10-3 = 2,97 млн. м3/год.
1.2 Потребности в воде сельского хозяйства (исключая орошение и увлажнение) определяется по формуле:
Wc/х = 0,365qс/хNсел;
Поскольку удельная норма водопотребления на одного сельского жителя qс/х = 200 л/сут, то:
Wc/х = 0,365*200*9*10-3 = 0,657 млн. м3/год.
1.3 Водопотребление промышленности
Величина потребностей в воде промышленности вычисляется следующим образом:
Wпром = W*пр + W**пр;
W*пр - водопотребление на производство тракторов (млн. м³/год);
W**пр - водопотребление на производство других товаров (млн. м³/год);
Поскольку удельная норма водопотребления на производство одного трактора qпo = 500м3, то по заданному условию уровня экономики:
1 трактор производят 100 человек, следовательно 1 человек выпускает 0,01 трактор; тогда 36,17 тыс. человек производят K тракторов в год.
K = 0,01*36170/1 = 361,7 тракторов/год;
Тогда водопотребление на производство тракторов определяется по формуле:
W*пр = qпоK = 500*361,7 = 180,85 тыс. м3/год;
Выработка продукции на одного жителя составляет 1000 евро. На производство этих товаров на сумму в 1 евро удельная норма водопотребления равна 0,1 м³/год. Водопотребление промышленности на производство товаров, не относящихся к производству тракторов, определяется по формуле:
W**пр = 1000qnN,
где qпo - удельная норма водопотребления на единицу основной продукции объемом K; qn - удельная норма водопотребления на единицу остальной выпускаемой продукции (в м3/?).
W**пр = 1000qnN = 1000*0,1*36,17 =3,617 млн. м3/год;
Следовательно,
Wпром = 180,85 тыс. м3/год + 3,617 млн. м3/год = 3,798 млн. м3/год.
1.4 Потребность воды на орошение определяется по формуле:
Wор = qорFор,
где Wор - годовой объем воды (в м3), необходимый для орошения сельскохозяйственных земель; qор - удельная норма водопотребления (в м3 на 1 га орошаемой площади); Fор - площадь орошения (в га) на заданный уровень развития экономики.
Для определения площади орошения земель в пределах бассейна р. Ипуть, учитывая, что площадь орошения на территории РБ - 99 тыс. га., а площади водосбора РБ и р. Ипуть соответственно равны 208 тыс. км2 и 1,25 тыс. км2, составим пропорцию:
Fор = 99*1,25/208 = 0,595 тыс. га.
Принимая во внимание, что удельная норма водопотребления на орошение в РБ qор = 1000 м3/га;
Тогда Wор = 1000*0,595 = 0,595 млн м3/год.
1.5 Требуемый для увлажнения осушенных земель объем воды определяется по формуле:
Wувл = qувлFувл,
где Wувл - годовой объем воды (в м3), который необходим для увлажнения осушенных земель; qувл - удельная норма увлажняемой площади осушенных земель (в м3/га); Fувл - площадь увлажнения (в га) на заданный уровень развития экономики.
Определяю аналогично п.1.4., учитывая, что площадь увлажнения земель в РБ - 710 тыс. га:
Fувл = 710*1,25/208 = 4,267 тыс. га;
Удельная норма водопотребления на увлажнение qор = 500 м3/га;
Тогда Wувл = 500*4,267 = 2,134 млн м3/год.
водоохранный окружающая среда проект
1.6. Потребность в воде рыбного прудового хозяйства определяю, исходя из сложившегося в РБ соотношения между забором воды на нужды промышленности и забором воды для наполнения прудов 2: 1.
Таким образом,
Wр/х = 0,5Wпром = 3,798/2 = 1,899 млн м3/год.
Принимаю вариант покрытия этих потребностей за счет поверхностных или подземных источников. Применительно к условиям РБ наиболее предпочтительным является вариант обеспечения городского населения и сельского хозяйства водой из подземных источников, а остальных водопотребителей - из поверхностных источников. В этом случае объемы забора воды из природных водных объектов определяются так:
Wзаб. пов = 1,1 (Wпром + Wр/х + Wор + Wувл);
Wзаб. подз= 1,1 (Wгор+Wс/х),
где 1.1 - коэффициент, который учитывает потери воды при ее транспортировке от источника к местам потребления.
Подставляя найденные ранее значения объемов водопотребления, получим:
Wзаб. пов = 1,1 (3,798 + 1,899 + 0,595 + 2,134) = 9,269 млн м3/год;
Wзаб. подз= 1,1 (2,97+0,657) = 3,99 млн м3/год.
Поскольку река Ипуть берет свое начало в РФ, для определения объема воды, поступающей на верхний створ участка по речной сети, используются значения из исходных данных (на границе с РФ) и меньшее из значений минимального месячного стока летней и зимней межени (в данном случае - летней). Таким образом:
Для среднего по водности года - 1140 млн м3;
Для маловодного года 95% -ой обеспеченности - 745 млн м3;
Для маловодного месяца 95% -ой обеспеченности - 10,8 млн м3.
Вычисляется как разность между водными ресурсами в нижнем и верхнем створах. Тогда:
Для среднего по водности года Wест = 1630 - 1440 = 190 млн м3;
Для маловодного года 95% -ой обеспеченности Wест = 839 - 745 = 94 млн м3;
Для маловодного месяца 95% -ой обеспеченности Wест = 12,2 - 10,8 = 1,4 млн м3.
Так как нет необходимости в планировании мероприятий по переброске речного стока, то принимаем все три значения равными нулю.
Объём сброса сточных вод Wсбр для среднего по водности года вычисляется по формуле:
Wсбр=Kв. г W гор+K в. п Wпром+Kв. с/хWс/х+Kв. ор Wв. ор+Kв. увл Wувл +Kв. р/х Wр/х,
где Wгор, Wпром, Wс/х, Wор, Wувл и Wр/х - определенные в разделе 1 потребности в воде различных водопользователей;
Kв. г, Kв. п, Kв. с/х, Kв. ор, Kв. увл. и Kв. р/х - коэффициенты водоотведения соответствующих водопользователей.
Для маловодного года 95% -ой обеспеченности значение Wсбр уменьшается пропорционально допустимому снижению потребностей в воде на нужды орошения и увлажнения в размере 20%.
Таким образом, в вышеприведенном уравнении величины Kв. ор Wор и Kв. увл Wор учитываются с коэффициентом 0,8. Для маловодного месяца 95% -ой обеспеченности объем сброса сточных вод вычисляется с учётом следующих коэффициентов внутригодового распределения водоотведения:
1/12 - для водоснабжения городского населения, промышленности и сельского хозяйства;
1/3 - для орошения и увлажнения осушенных земель;
0 - для рыбного прудового хозяйства.
Для среднего по водности года:
Wс. в. = 0,8 * Wгор + 0,9 * Wпром + 0,9 * Wр/х + 0,5 * Wс/х + 0,2 * (Wорош + Wувл) = 0,8 * 2,97 + 0,9 * 3,798 + 0,9 * 1,899 + 0,5 * 0,657 + 0,2 * (0,595 + 2,134) = 8,38 млн м³;
Для маловодного года 95% -ой обеспеченности:
Wс. в. = 0,8 * Wгор + 0,9 * Wпром + 0,9 * Wр/х + 0,5 * Wс/х + 0,2 * 0,8 * (Wорош + Wувл) = 0,8 * 2,97 + 0,9 * 3,798 + 0,9 * 1,899 + 0,5 * 0,675 + 0,2 * 0,8 * (0,595 + 2,134) = 7,83 млн м³;
Для маловодного месяца 95% -ой обеспеченности:
Wс. в. = (0,8 * Wгор + 0,9 * Wпром + 0,5 * Wс/х) / 12 + 0,2 * 0,3 * (Wорош + Wувл) = (0,8 * 2,97 + 0,9 * 3,798 + 0,5 * 0,657) / 12 + 0,2 * 1/3 * (0,595 + 2,134) = 6,3 млн м³.
Величина сработки запроектированных водохранилищ (DWвх) принимается равной 1/3 от полезного объёма водохранилищ в год 95% -ой обеспеченности и 1/6 от полезного объёма водохранилищ в маловодный месяц года 95% -ой обеспеченности.
Для среднего по водности года разность между сработкой и наполнением водохранилищ принимается равной нулю.
Полезный объём водохранилищ вычислим, составив пропорцию, принимая полезный объем водохранилищ и прудов РБ 1200 млн м³, площадь республики 208000 км2 и площадь водосбора р.
И путь 1250 км2:
Wпол = 1200*1250/208000 = 7,2 млн м3.
Тогда объемы воды на сработку водохранилищ следующие:
Для среднего по водности года - 0 млн м3; Для маловодного года 95% -ой обеспеченности:
Wпол/3 = 7,2/3 = 2,4 млн м3;
Для маловодного месяца 95% -ой обеспеченности:
Wпол/6 = 7,2/6 = 1,2 млн м3.
Строка "итого" по приходной части баланса является результирующей, т.е. данные предыдущих строк по каждой графе суммируются.
Величина Wзаб заполняется по определенным в разделе 1 данным о величине забора воды из поверхностных источников. Для среднего по водности года в расчёт принимается значение Wзаб без изменений, для маловодного года оно уменьшается на величину допустимого снижения забора воды на орошение и увлажнение (на 20%). В маловодный месяц года 95% -ой обеспеченности объем забора воды из поверхностных источников вычисляется с учетом следующих коэффициентов внутригодового распределения водопотребления:
1/12 - для водоснабжения городского населения, промышленности и сельского хозяйства;
1/3 - для орошения и увлажнения осушенных земель;
0 - для рыбного прудовогохозяйства.
Для среднего по водности года:
Wзаб. пов. в. = 9,3 млн м3;
Для маловодного года 95% -ой обеспеченности:
Wзаб. пов. в. = 8,7 млн м3;
Для маловодного месяца 95% -ой обеспеченности:
Wзаб. пов. в. = 1,1 млн м3.
Значение ущерба определяется по формуле:
Wущерб = αWзаб. подз.,
где - коэффициент, учитывающий взаимосвязь подземных вод с речными, величина которого принимается равной его среднему для рек Беларуси значению ( = 0,5).
Для среднего по водности года:
Wущерба = 0,5 * Wзаб. подз = 0,5 * 3,99 = 2 млн м3;
Для маловодного года 95% -ой обеспеченности:
Wущерба = 0,5 * Wзаб. подз = 2 млн м3;
Для маловодного месяца 95% -ой обеспеченности:
Wущерба = 0,5 * Wзаб. подз /12 = 0,2 млн м3.
Поскольку в средний по водности и в маловодный год разность между сработкой и наполнением водохранилищ равна нулю, все значения принимаю равными нулю.
Wдоп. исп. = (Ев - Ес) * Fвдхр*10-3,
где Ев - испарение с поверхности водохранилищ (мм/год); Ес - испарение с поверхности суши (мм/год); Fвдхр - площадь водохранилищ (км2); 10-3 - коэффициент приведения различных размерностей (E в мм и F в км2) к одной с определением величины Wдоп. исп. в млн. м3.
Площадь водохранилищ в бассейне реки Ипуть определю из пропорции, учитывая, что плошадь зеркала всех водохранилищ РБ - 822 км2, площадь водосбора РБ - 208000 км2, а площадь водосбора р. Ипуть - 1250 км2:
Fвдхр = 822*1250/208000 = 4,9 км2.
Для территории Республики Беларусь разность (Ев - Ес) может быть принята равной 200 мм.
Для среднего по водности года:
Wдоп. исп. = 200*4,9*10-3 = 1 млн м³;
Для маловодного года 95% -ой обеспеченности:
Wдоп. исп. = 200*4,9*10-3 = 1 млн м³;
Для маловодного месяца 95% -ой обеспеченности:
Wдоп. исп. = 200*4,9*10-3/6 = 0,2 млн м³.
Необходимо сравнить две величины, Wк. п. * и Wк. п. **, и выбрать большую.
Wк. п. * = 5 * (0,8 * Wгор + 0,9 * Wпром),
где; 5 - коэффициент пятикратного разбавления; Wгор - городское водопотребление (млн м3/год); Wпром - водопотребление промышленности (млн м3/год).
По СТБ для определения Wк. п. ** используется формула:
Wк. п. ** = 0,75*Wзаб. пов. *12,
где Wзаб. пов. - минимальный месячный забор воды из поверхностных источников (млн м3).
Для среднего по водности года:
Wк. п. * = 5 * (0,8 * Wгор + 0,9 * Wпром) = 5 * (0,8 * 2,97 + 0,9 * 3,798) = 28,97 млн м³;
Wк. п. ** = 0,75 * Wзаб. пов. * 12 = 0,75 * 1,1 * 12 = 9,9 млн м³.
За истинное значение комплексного попуска для р. Ипуть примем первое, т.к. оно является большим из вычисленных значений.
Для маловодного года 95% -ой обеспеченности:
Wк. п. * = 5 * (0,8 * Wгор + 0,9 * Wпром) = 5 * (0,8 * 2,97 + 0,9 * 3,798) = 28,97 млн м³;
Wк. п. ** = 0,75 * Wзаб. пов. * 12 = 0,75 * 1,1 * 12 = 9,9 млн м³.
За истинное значение комплексного попуска для р. Ипуть примем первое, т.к. оно является большим из вычисленных значений.
Для маловодного месяца 95% -ой обеспеченности:
Wк. п. * = 5 * (0,8 * Wгор + 0,9 * Wпром) /12 = 5 * (0,8 * 2,97 + 0,9 * 3,798) /12 = 2,4 млн м³;
Wк. п. ** = 0,75 * Wзаб. пов. = 0,75 * 1,1 = 0,8 млн м³.
В данном случае возьмём первое значение комплексного попуска.
Строка "Итого" расходной части водохозяйственного баланса является результирующей и вычисляется суммированием данных предыдущих строк по каждой графе баланса.
Строка "Баланс" определяется вычитанием итоговых данных расходной части баланса из итоговых данных его приходной части. Положительные значения записываются в избыток, а отрицательные - в дефицит.
Расчетное поступление воды в реку более высокого порядка - Сож, вычисляются в результате суммирования данных по комплексному попуску и избытку.
Подсчитаем баланс подземных вод р. Ипуть, учитывая, что Wзаб. подз. = 3,99 млн м³/год.
Для этого определим эксплуатационные ресурсы реки Ипуть, зная, что эксплуатационные
Ресурсы РБ - 18,1 км3/год, площадь водосбора РБ - 208000 км2, а площадь водосбора реки Ипуть 1250 км2:
Wест. эксп. = 18,1 * 1250/208000 = 0,02 км3/год = 20 млн м³/год;
Wбал. = Wест. эксп. - Wзаб. подз. = 20 - 3,99 = 16 млн м³/год.
Поскольку Wбал. >0, то дефицита в подземных водах не наблюдается.
Поскольку дефицита в строке баланса также нет, предварительно выбранный состав водохозяйственных мероприятий можно считать обоснованным и дополнительных водохозяйственных мероприятий планировать не нужно.
Водохозяйственный баланс реки Ипуть
СТАТЬИ БАЛАНСА | Средний по водности год | Маловодный год 95% -ой обеспеченности | Маловодный месяц 95% -ой обеспеченности |
W0, млн. м3 | W95, млн. м3 | W95 мес, млн. м3 | |
1. ПРИХОДНАЯ ЧАСТЬ | |||
1.1 поступление воды в вышерасположенного участка | 1140 | 745 | 10,8 |
1.2 естественный речной сток, формирующийся на участке | 190 | 94 | 1,4 |
1.3 поступления воды из других речных бассейнов | 0 | 0 | 0 |
1.4 сброс сточных вод | 8,4 | 7,8 | 6,3 |
1.5 сработка водохранилищ | 0 | 2,4 | 1,2 |
ИТОГО по приходной части | 1638 | 850 | 20 |
2. РАСХОДНАЯ ЧАСТЬ | |||
2.1 забор воды из поверхностных источников | 9,3 | 8,7 | 1,1 |
2.2 ущерб речному стоку вследствие забора подземных вод | 2 | 2 | 0,2 |
2.3 наполнение водохранилищ | 0 | 0 | 0 |
2.4 дополнительные испарения с поверхности водохранилищ | 1 | 1 | 0,2 |
2.5 комплексный попуск (минимальный необходимый расход, оставляемый в русле) | 28,97 | 28,97 | 2,4 |
ИТОГО по расходной части | 41,27 | 40,67 | 3,9 |
3. БАЛАНС | |||
3.1 Дефицит (-) | - | - | - |
3.2 Избыток (+) | 1596,7 | 809,3 | 16 |
4. Расчетное поступление воды в реку более высокого порядка - Сож | 1626 | 838,3 | 18,4 |
Описание водоохранных мероприятий будет рассчитывать по трём основным показателям о содержании в воде загрязняющих веществ:
1. БПК5;
2. Азот аммонийный;
3. Содержание меди.
Нормирование сброса сточных вод определяется предельно допустимой концентрацией:
КijПДКj,
где Кij - концентрация загрязняющего вещества;
ПДКj - предельно допустимая концентрация по данному загрязняющему веществу.
Концентрация загрязняющего вещества в нижнем створе реки определяется следующим образом:
Kн. с. = a * (Zв. с. + Zс. в. + Kест. *Wест. + Zурб. + Zс/х) /Wн. с. = а* (Kв. с. *Wв. с. + Kс. в. *Wс. в. + Kест. *Wест. + Kурб. *Wурб. + Кс/х*Wс/х) /Wн. с.,
где Кн. с. - концентрация загрязняющего вещества в нижнем створе реки (г/м3); а - коэффициент, учитывающий степень смешения сточных вод с речными (предположим, что а=1); Zв. с. - количество загрязняющих веществ, попадающих в реку с верхнего створа (тонн); Zс. в. - количество загрязняющих веществ, попадающих в реку со сточными водами (тонн); Zурб. - количество загрязняющих веществ, попадающих в реку с урбанизированных территорий (тонн); Zс/х - количество загрязняющих веществ, попадающих в реку с сельскохозяйственных территорий (тонн); Kест. - фоновая концентрация по каждому загрязняющему веществу (г/м3); Wест. - минимальный месячный сток формирующийся на данном участке (млн. м3); Wн. с. - количество воды в нижнем створе в маловодный месяц (млн. м3).
Количество загрязняющих веществ, поступающих с вышерасположенного участка (граница РФ), можно определить по формуле:
Z в. с. = K в. с. *W в. с.,
где Кв. с. - концентрация загрязняющего вещества в верхнем створе реки; Wв. с. - количество воды, поступающее с верхнего створа в маловодный год 95% -ой обеспеченности.
K в. с. БПК5 = 2,2 мг/л;
K в. с. азот ам. = 0,5 мг/л;
K в. с. медь = 0,004 мг/л.
Тогда
Z в. с. БПК5 = 2.2 * 745 = 3605,8 тонн;
Z в. с. азот ам. = 0,5 * 745= 372,5 тонн;
Zв. с. медь = 0,004 * 745= 2,98 тонн.
Количество загрязняющих веществ, содержащихся в сосредоточенных сбросах сточных вод определяется по формуле:
Zс. в. = K с. в. * W с. в.,
где Кс. в. - концентрация загрязняющего вещества в сточных водах; Wс. в. - объем сточных вод.
Очистные сооружения должны соответствовать наилучшим имеющимся технологиям. Тогда на выходе сточных вод мы гарантируем, что показатели качества воды не будут превышать ПДК.
K с. в. БПК5 = 15 мг/л;
K с. в. азот ам. = 10 мг/л;
K с. в. медь = 0.01 мг/л.
Объем сточных вод определим как:
W с. в. = Wотв. гор. + Wотв. пр. = 0,8Wгор + 0,9Wпр = 5,8 млн м3/год,
где Wгор - городское водопотребление (млн м3/год); Wпр - водопотребление промышленности (млн м3/год);
Тогда количество загрязняющих веществ, попадающих в реку со сточными водами равно:
Z с. в. БПК5 = 15 * 5,8 = 87 тонн;
Z с. в азот ам. = 10 * 5,8 = 58 тонн;
Z с. в медь = 0,01 * 5,8 = 0,058 тонн.
Количество загрязняющих веществ, содержащихся в естественном речном стоке определяется по формуле:
Zест. = K ест. *W ест.
Поскольку Ипуть является притоком реки Сож, то ее фоновые концентрации для каждого загрязняющего вещества соответствуют фоновым концентрациям Сожа.
K ест. БПК5 = 1,2 мг/л;
K ест. азот ам. = 0,1 мг/л;
K ест. медь = 0,001 мг/л.
Тогда
Zест. БПК5 = 1,2*94 = 112,8 тонн;
Z ест. азот ам. = 0,1 * 94 = 9,4 тонн;
Z ест. медь = 0,001 * 94 = 0,094 тонн.
Количество загрязняющих веществ, выносимых с урбанизированных территорий определяется по формуле:
Zурб. = 10*Qt*Fурб*j*Kурб.,
где Курб - удельный вынос с урбанизированных зон по каждому загрязняющему веществу (г/м3); 10 - коэффициент приведения, для получения величины Zурб в тоннах; Qt - сумма осадков за теплый период года; j - коэффициент поверхнотного стока.
Для Республики Беларусь сумма осадков за теплый период года равна 400 мм. Коэффициент поверхностного стока примем равным 0,3. Площадь городов составляет 0,5% от площади водосбора:
F урб. = 0,005 * Fводосб. = 0,005 * 1250 = 6,25 млн км² = 625 га;
K урб. БПК5 = 23 мг/л;
K урб. азот ам. = 1,6 мг/л; K урб. медь = 0,001 мг/л.
Тогда удельный вынос с урбанизированных зон по каждому загрязняющему веществу:
Z урб. БПК5 = 10*400*625*0,3*23*10-6 = 17,25 тонн;
Z урб. азот ам. = 10*400*625*0,3*1,6*10-6 = 1,2 тонн;
Z урб. медь = 10*400*625*0,3*0,001*10-6 = 0,00075 тонн;
Расчёт выноса загрязняющих веществ с сельскохозяйственных и других неурбанизированных территорий Zс/х (в кг) производится по формуле:
Zс/х = К с/х * F с/х;
Fс/х = 6150*1250 / 208000 = 36,96 тыс га;
Где 6150 - общая площадь сельскохозяйственных земель Беларуси (тыс га);
208000 - площадь Беларуси (км2);
1250 - площадь водосбора р. Ипуть (км2).
Kс/хБПК5 = 4,0 кг / га;
Kс/хазот ам. = 1,0 кг / га;
Kс/хм. = 0,005 кг / га.
Следовательно, количество каждого загрязняющего вещества, попадающего в реку с сельскохозяйственных земель, равно:
Zс/хБПК5 = 4 * 36,96 = 150 тонн;
Z с/хазот ам. = 1 * 36,96 = 37 тонн;
Z с/хмедь = 0.005 * 36,96 = 0,2 тонн.
Следовательно, концентрация каждого загрязняющего вещества в нижнем створе равна:
Kн. с. БПК5 = (Zв. с. БПК5 + Zс. в. БПК5 + Zест. БПК5 + Zурб. БПК5+ Zс/х. БПК5) / Wн. с. = (3605,8 + 87 + 112,8 + 17,25 + 150) / 838 = 3972,9/838 = 4,7 г/м3;
K н. с. а зот ам. = (Zв. с. азот ам. + Zс. в. азот ам. + Zест. азот ам. + Zурб. азот ам. + Zс/х. азот ам.) / Wн. с. = (372,5 + 58 + 9,4 + 1,2 + 37) / 838 = 478/838 = 0,57 г/м3;
Kн. с. медь = (Zв. с. медь + Zс. в. медь + Zест. медь + Zурб. медь + Zс/х. медь) / Wн. с. = (2,98 + 0,058 + 0,094 + 0,00075 + 0,2) / 838 = 3,3/838 = 0,004 г/м3.
Предельно допустимые концентрации по загрязняющим веществам в поверхностных водных объектах для рыбохозяйственного водопользования в Республике Беларусь равны:
ПДКБПК = 3 г/м3;
ПДКазот ам. = 0,39 г/м3;
ПДКмедь = 0,002 г/м3.
Сравнив найденные значения концентраций загрязняющих веществ с их ПДК, делаю вывод о том, что: необходимо уменьшить концентрацию загрязняющих веществ в верхнем створе в 2 раза. Это связано с тем, что удельный вклад вод верхнего створа в формировании качества воды является максимальным. Следует построить очистные сооружения для более глубокой очистки на реке Ипуть на границе с РФ.
Затраты можно вычислить по выражению:
З = И+ЕК,
Где И - ежегодные издержки;
К - единовременные капиталовложения (стоимость сооружений и устройств);
Е - нормативный коэффициент эффективности капиталовложений (принимается равным 0,15).
Единовременные капиталовложения определяются по формуле:
K = kперWпер+ kвхWвх +kзабWзаб +kподзWзаб. подз+kочWс. в,
где: Wпер, Wвх, Wзаб, Wзаб. подз и Wс. в - определенные в предыдущих разделах объемы воды соответственно переброски стока, полезной емкости водохранилищ, забору воды из поверхностных и подземных источников, очистке и отведению сточных вод при kпер = 1 ?/м3, kвх =0,1 ?/м3, kзаб = 0,1 ?/м3, kподз = 0,2 ?/м3, и kоч = 0,4 ?/м3.
Вычислим капиталовложения:
K = 1*0+0,1*2,4 +0,1*8,7 +0,2*2+0,4*7,8 = 4,63 млн ?.
Ежегодные издержки определяются по формуле:
И = сперWпер+свхWвх+сзабWзаб+сзаб. подзWзаб. подз+сочWоч+ сповWзаб+сподзWзаб. подз+ссвWсбр,
Ставки налога за забор воды и сброс сточных вод запланируем следующими:
спов = 0,008 (евро/м3);
сподз = 0,012 (евро/м3);
ссв = 0,36 (евро/м3),
где спов и сподз - ставки экологического налога за забор 1м3 воды соответственно из поверхностного и подземного источника;
ссв - ставка экологического налога за сброс 1 (м3) нормативно-чистых или нормативно-очищенных сточных вод.
Подставляя полученные ранее значения, и табличные данные, получаем:
И = 0,08 * 0 + 0,01 * 0,657 + 0,01 * 8,7 + 0,02 * 2 + 0,012 * 7,8 + 0,008 * 9,269 + 0,012 * 2 + 0,36 * 7,83 = 3,14 млн ?.
Определяю затраты по водохозяйственным и водоохранным мероприятиям:
З = 3,14 + 0,15*4,63 = 3,8 млн ?.
В связи с произведёнными расчётами по запланированным водохозяйственным и водоохранным мероприятиям в бассейне реки Ипуть по существующим нормам в Республике Беларусь:
1. по удовлетворению всех сфер деятельности в воде;
2. по обоснованию водохозяйственных мероприятий с расчётами и составленными водохозяйственными балансами;
3. по гидрохимическим балансам содержания в воде азота аммонийного, меди, показателю БПК5 и очистке сточных вод;
4. по определению экономических затрат на реализацию проекта и водоохранные мероприятия;
можно сделать следующий вывод: все запланированные мероприятия по строительству завода по производству тракторов варианта социально-экономического развития №3, могут быть проведены согласно всем выше-обоснованным и - упомянутым расчётам и по экономическому фактору. Т.к. дефицита в воде нет, то запланированные водохозяйственные мероприятия (создание водохранилища) достаточно для удовлетворения всех потребностей в воде). Но следует обратить большее внимание на величины концентраций таких загрязняющих веществ, как азот аммонийный, медь, и БПК5 общий объём которых превысил норму, т.е. следует провести надлежащие мероприятия по уменьшению их концентраций в воде, поступающей с вышерасположенного участка, т. е обеспечить устройство водоочистных сооружений.
Расчет затрат по водохозяйственным и водоохранным мероприятиям показал, что ежегодные издержки составляют 3,14 млн ?., а капиталовложения - 4,63 млн ?. Следовательно, затраты равны 3,8 млн ?.