6 Моделювання стану водного середовища у зоні екологічного навантаження

Мета роботи - засвоїти методичні основи та набути практичних навичок оцінювання стану водного середовища в зоні екологічного навантаження.  

Об’єкт дослідження - водне середовище поверхневого водного об’єкта.

Предмет дослідження - стан екологічного простору водного середовища.    

Завдання – розрахувати індекси екологічного стану водного середовища в зоні екологічного навантаження.  

 

              Основні науково-теоретичні положення

Оцінка екологічного стану забруднення води окремою  і-ю речовиною здійснюється за допомогою розрахунку простого індексу (коефіцієнта) забруднення

 

                Кі = Сі / ГДКі ,                                                                (6.1)                                                                                                   

де Сі – вміст (фактична чи розрахункова величина концентрації) і-ї домішки у воді;

ГДКі – гранично допустима концентрація цієї речовини.

Безпечний стан водного басейну забезпечується виконанням санітарно-гігієнічної вимоги

                Кі ≤ 1;  Сі ≤ ГДКі .                                                                         (6.2)

При цьому, якщо фактичний рівень вмісту окремої домішки не перевищує її гігієнічного нормативу (С ≤ ГДК), то значення показника дорівнює 1 (Кс = 1). В інших випадках він дорівнює кратності перевищення ГДК.

Для групи параметрів величина показника визначається сумою кратностей перевищення ГДК відповідно тільки для чотирьох ознак шкідливості, що лімітують: загальносанітарного, санітарно-токсичного, органолептичного, епідеміологічного.

У разі наявності одночасно суміші кількох N речовин показник (індекс) забруднення води розраховується за формулою 

                                                                        ___

                 ;  і = 1, N ,                                            (6.3)

де Кі – коефіцієнт забруднення води для і-ї домішки;

N  – кількість речовин, які одночасно сумісно наявні у воді.

Для забезпечення безпечного стану водного басейну рівень його забруднення групою речовин повинен задовольняти умову

                                                           ____

       S (Ci  / ГДК i)  ≤ 1,     i = 1, N .                                              (6.4)  

Індекс екологічного стану водного середовища грубо оцінює рівень забруднення води і тому має обмежене застосування тільки для оцінки стану в першому наближенні за наявності забруднення, тобто за умови Сі > ГДКі.

Алгоритм виконання роботи

1 Виписати вихідні дані досліджуваного локального поверхневого водного об’єкта (табл.6.1) згідно з варіантом завдання та відповідно до нижченаведеної схеми.

 

2 Розрахувати індекс забруднення води окремою  (досліджуваною) речовиною  (формула 6.1).

3    Перевірити умову забезпечення екологічно безпечного стану водного об’єкта (формула 6.2).

4 Розрахувати показник забруднення води сумішшю речовин  (формула 6.3).

5    Перевірити умову забезпечення екологічно безпечного стану водного об’єкта (формула 6.4).

6     Визначити ступінь забруднення водного басейну  (табл.6.2).

       Результати оформити згідно нижченаведеної схеми.

7    Провести аналіз одержаних результатів.

      Сформулювати висновки за результатами роботи.

 

     Вимоги щодо оформлення результатів роботи

      Звіт повинен містити:

1    Вихідні дані згідно із заданим варіантом завдання.

2    Результати всіх послідовних розрахунків (пп.2 - 6).

3    Короткий аналіз  результатів розрахунків.

4   Стислі висновки щодо результатів роботи.

    Таблиця 6.1 - Варіанти задання вихідних даних

 

   Таблиця 6.2 - Гігієнічна класифікація забруднення води

 

     Питання для самоконтролю

1  Модель інтенсивності водообміну (проточності) у водоймі (формула).

2   Модель кратності розбавлення стоків у воді водойми без течії (формула). 

3   Кратність розбавлення стоків у водоймі за наявності течії (формула). 

4   Модель кратності розбавлення стоків у річці (формула).        

5   Модель інтенсивності розбавлення стоків у воді водойми (формула).    

6   Модель коефіцієнта перемішування стоків у водному об’єкті (формула). 

7 Залежність між коефіцієнтами перемішування і кратності розбавлення стоків у воді водойм (формула).   

8  Коефіцієнт турбулентної дифузії водойми без хвиль (формула).   

9 Коефіцієнт турбулентної дифузії водойми з хвилями  (формула).   

10   Коефіцієнт турбулентної дифузії річки без хвиль (формула).   

11  Коефіцієнт турбулентної дифузії річки з хвилями  (формула).   

12   Модель абсолютного показника загального навантаження Са у воді водного об’єкта за умови, що концентрація даної речовини Св=0 (формула).

13     Модель абсолютного показника загального навантаження Сн у воді водного об’єкта за умови, що концентрація даної речовини Св>0 (формула).

14    Модель показника К відносного навантаження  водного об’єкта забруднюючою речовиною (формула).

15   Рівняння загальної моделі Сt+1  динаміки забруднення води у створі на момент часу t+1 (формула). 

16   Рівняння балансу маси ∆М полютантів за розрахунковий період   t = tn – t0    (формула) .  

17  Швидкість Wt надходження забруднюючих речовин за одиницю часу  (формула) .   

18     Рівняння балансу Мt речовин у водному об'єкті (формула). 

19  Допустима концентрація Сзвдоп зважених речовин в очищених стічних водах (формула).   

20 Допустима (гранично можлива) кількість стоків, що скидаються в річку  Qсп   (формула). 

21 Допустима концентрація розчинених у воді речовин в очищених стічних водах Со  (формула).