Министерство образования Республики Беларусь
Белорусский Национальный Технический Университет
Кафедра «Водоснабжения и водоотведения»
Реферат
на тему
«Учет водохозяйственных и водоохранных мероприятий в бассейнереки Ипуть при проектировании заводов по производству тракторов»
по дисциплине:
«Рациональное использование и охрана водных ресурсов»
Выполнил:
Руководитель: профессор КолобаевА.Н.
Минск-2010
Исходные данныеРека 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 проводитсяв бассейне реки Ипуть. Вариант социально-экономического развития №3. Он базируетсяна том, что ожидается рост населения на 10% (по сравнению с 2000 годом), промышленногопроизводства на 30% (по сравнению с 2000 годом) и орошаемых площадей на 10% (посравнению с 1990 годом).
Предельно допустимые концентрации по загрязняющим веществам вповерхностных водных объектах для рыбохозяйственного водопользования в РеспубликеБеларусь равны:
ПДКБПК = 3 г/м3;
ПДКазот = 0,39 г/м3;
ПДКмедь = 0,002 г/м3.
Ориентировочные показатели качества сточных вод на выходе очистныхсооружений, соответствующих «наилучшим технологиям»:
Kс. в. БПК = 15г/м³;
Kс. в. азота =10 г/м³;
Kс. в. медь = 0,01г/м³.
Удельный вынос по каждому загрязняющему веществу с урбанизированныхзон 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 загрязняющемувеществу 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. = 0,1г/м³;
Kемедь = 0,001г/м³.
Осредненные концентрации загрязняющихвеществ в верхнем створе реки Ипуть:
Кв. с. БПК5 = 2,0мг/л;
Кв. с. азот ам. =0,39 мг/л;
Кв. с. медь = 0,003мг/л.
Введение
В данной работе по обоснованию водохозяйственных и водоохранныхмероприятий в бассейне реки Ипуть при проектировании заводов по производству тракторовварианта социально-экономического развития 3 с полным обеспечением удовлетворениявсех 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 пунктамс соответствующими пояснениями:
определение потребностей в воде;
составление водохозяйственных балансов и обоснование водоохранныхмероприятий;
составление гидрохимических балансов и обоснование водохозяйственныхмероприятий;
определение затрат по водохозяйственным и водоохранным мероприятиям.
А также по проведенным расчетам и обосновании их даётся выводпо реализации запланированного проекта и его влияния на окружающую среду.
1. Определение потребностей в воде
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 бассейнареки Ипуть (N*). Для этого составим пропорцию,зная, что население Республики Беларусь — 10250 тыс. человек, а население крупнейшихгородов 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 натерритории 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 городскогожителя 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 сельскогожителя 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 — водопотреблениена производство тракторов (млн. м³/год);
W**пр — водопотреблениена производство других товаров (млн. м³/год);
Поскольку удельная норма водопотребления на производство одноготрактора qпo = 500м3, то по заданному условию уровня экономики:
1 трактор производят 100 человек, следовательно 1 человек выпускает0,01 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 определяетсяпо формуле:
W*пр = qпоK =500*361,7 = 180,85 тыс. м3/год;
Выработка продукции на одного жителя составляет 1000 евро. Напроизводство этих товаров на сумму в 1 евро удельная норма водопотребления равна0,1 м³/год. Водопотребление промышленности на производство товаров, не относящихсяк производству тракторов, определяется по формуле:
W**пр = 1000qnN,
где qпo — удельная норма водопотребления на единицу основной продукцииобъемом K; qn — удельнаянорма водопотребления на единицу остальной выпускаемой продукции (в м3/€).
W**пр = 1000qnN = 1000*0,1*36,17 =3,617млн. 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 заданныйуровень развития экономики.
Для определения площади орошения земель в пределах бассейна р.Ипуть, учитывая, что площадь орошения на территории РБ — 99 тыс. га., а площадиводосбора РБ и р. Ипуть соответственно равны 208 тыс. км2 и 1,25 тыс.км2, составим пропорцию:
Fор = 99*1,25/208 = 0,595тыс. га.
Принимая во внимание, что удельная норма водопотребления на орошениев РБ qор = 1000 м3/га;
Тогда Wор = 1000*0,595 = 0,595млн м3/год.
1.5 Требуемый для увлажнения осушенных земель объем воды определяется поформуле:
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 уровеньразвития экономики.
Определяю аналогично п.1.4., учитывая, что площадь увлажнения земель вРБ — 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 изсложившегося в РБ соотношения между забором воды на нужды промышленности и заборомводы 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 подземныхисточников. Применительно к условиям РБ наиболее предпочтительным является вариантобеспечения городского населения и сельского хозяйства водой из подземных источников,а остальных водопотребителей — из поверхностных источников. В этом случае объемызабора 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 транспортировкеот 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) = 3,99млн м3/год.
2. Составление водохозяйственных балансов и обоснование водохозяйственныхмероприятий
2.1 Приходная часть баланса
2.1.1 Поступление воды с вышерасположенного участка
Поскольку река Ипуть берет свое начало в РФ, для определенияобъема воды, поступающей на верхний створ участка по речной сети, используются значенияиз исходных данных (на границе с РФ) и меньшее из значений минимального месячногостока 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 м3.2.1.2 Естественный речной сток, формирующийся на участке
Вычисляется как разность между водными ресурсами в нижнем и верхнемстворах. 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 м3.2.1.3 Поступление воды из других речных бассейнов
Так как нет необходимости в планировании мероприятий по переброскеречного стока, то принимаем все три значения равными нулю.
2.1.4 На сброс сточных вод
Объём сброса сточных вод Wсбрдля 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 водеразличных 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 снижениюпотребностей в воде на нужды орошения и увлажнения в размере 20%.
Таким образом, в вышеприведенном уравнении величины Kв. ор Wор и Kв. увл Wор учитываютсяс коэффициентом 0,8. Для маловодного месяца 95% -ой обеспеченности объем сбросасточных вод вычисляется с учётом следующих коэффициентов внутригодового распределенияводоотведения:
1/12 — для водоснабжения городского населения, промышленностии 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) = 6,3млн м³.2.1.5 На сработку водохранилищ
Величина сработки запроектированных водохранилищ (DWвх)принимается равной 1/3 от полезного объёма водохранилищ в год 95% -ой обеспеченностии 1/6 от полезного объёма водохранилищ в маловодный месяц года 95% -ой обеспеченности.
Для среднего по водности года разность между сработкой и наполнениемводохранилищ принимается равной нулю.
Полезный объём водохранилищ вычислим, составив пропорцию, принимаяполезный объем водохранилищ и прудов РБ 1200 млн м³, площадь республики 208000км2 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 маловодногогода 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 являетсярезультирующей, т.е. данные предыдущих строк по каждой графе суммируются.
2.2 Расходная часть баланса2.2.1 Забор воды из поверхностных источников
Величина Wзаб заполняетсяпо определенным в разделе 1 данным о величине забора воды из поверхностных источников.Для среднего по водности года в расчёт принимается значение Wзаббез изменений, для маловодного года оно уменьшается на величину допустимого снижениязабора воды на орошение и увлажнение (на 20%). В маловодный месяц года 95% -ой обеспеченностиобъем забора воды из поверхностных источников вычисляется с учетом следующих коэффициентоввнутригодового распределения водопотребления:
1/12 — для водоснабжения городского населения, промышленностии 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 м3.2.2.2 Ущерб речному стоку вследствие забора подземных вод
Значение ущерба определяется по формуле:
Wущерб = αWзаб. подз.,
где /> - коэффициент, учитывающий взаимосвязьподземных вод с речными, величина которого принимается равной его среднему для рекБеларуси 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 м3.2.2.3 Наполнение водохранилищ
Поскольку в средний по водности и в маловодный год разность междусработкой и наполнением водохранилищ равна нулю, все значения принимаю равными нулю.
2.2.4 Дополнительные испарения с поверхности водохранилищ
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 приведенияразличных размерностей (E в мм иF в км2) к одной с определениемвеличины Wдоп. исп. в млн. м3.
Площадь водохранилищ в бассейне реки Ипуть определю из пропорции,учитывая, что плошадь зеркала всех водохранилищ РБ — 822 км2, площадьводосбора 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.
2.2.5 Комплексный попуск (минимальный необходимый расход, оставляемый в русле)
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. — минимальныймесячный 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 примемпервое, 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 примемпервое, 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 балансаявляется результирующей и вычисляется суммированием данных предыдущих строк по каждойграфе баланса.
Строка «Баланс» определяется вычитанием итоговых данныхрасходной части баланса из итоговых данных его приходной части. Положительные значениязаписываются 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 млнм³/год.
Поскольку Wбал. >0, тодефицита в подземных водах не наблюдается.
Поскольку дефицита в строке баланса также нет, предварительновыбранный состав водохозяйственных мероприятий можно считать обоснованным и дополнительныхводохозяйственных мероприятий планировать не нужно.
Водохозяйственный баланс реки ИпутьСТАТЬИ 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 1.4 сброс сточных вод 8,4 7,8 6,3 1.5 сработка водохранилищ 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 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
3. Составление гидрохимических балансов и обоснование водоохранныхмероприятий
Описание водоохранных мероприятий будет рассчитывать по трёмосновным показателям о содержании в воде загрязняющих веществ:
1. БПК5;
2. Азот аммонийный;
3. Содержание меди.
Нормирование сброса сточных вод определяется предельно допустимойконцентрацией:
Кij/>ПДКj,
где Кij — концентрация загрязняющеговещества;
ПДКj — предельно допустимаяконцентрация по данному загрязняющему веществу.
Концентрация загрязняющего вещества в нижнем створе реки определяетсяследующим 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 внижнем створе реки (г/м3); а — коэффициент, учитывающий степень смешениясточных вод с речными (предположим, что а=1); Zв. с.- количество загрязняющих веществ, попадающих в реку с верхнего створа (тонн);Zс. в. — количество загрязняющих веществ, попадающихв реку со сточными водами (тонн); Zурб. — количествозагрязняющих веществ, попадающих в реку с урбанизированных территорий (тонн); Zс/х — количество загрязняющих веществ, попадающихв реку с сельскохозяйственных территорий (тонн); Kест.- фоновая концентрация по каждому загрязняющему веществу (г/м3);Wест. — минимальный месячный сток формирующийсяна данном участке (млн. м3); Wн. с. — количествоводы в нижнем створе в маловодный месяц (млн. м3).
Количество загрязняющих веществ, поступающих с вышерасположенногоучастка (граница РФ), можно определить по формуле:
Zв. с.= Kв. с. *Wв. с.,
где Кв. с. — концентрация загрязняющего вещества вверхнем створе реки; Wв. с. — количество воды,поступающее с верхнего створа в маловодный год 95% -ой обеспеченности.
Kв. с.БПК5 = 2,2 мг/л;
Kв. с.азот ам. = 0,5 мг/л;
Kв. с.медь = 0,004 мг/л.
Тогда
Zв. с.БПК5 = 2.2 * 745 = 3605,8 тонн;
Zв. с.азот ам. = 0,5 * 745= 372,5тонн;
Zв. с. медь = 0,004* 745= 2,98 тонн.
Количество загрязняющих веществ, содержащихся в сосредоточенныхсбросах сточных вод определяется по формуле:
Zс. в. = Kс. в. * Wс. в.,
где Кс. в. — концентрация загрязняющего вещества всточных водах; Wс. в. — объем сточных вод.
Очистные сооружения должны соответствовать наилучшим имеющимсятехнологиям. Тогда на выходе сточных вод мы гарантируем, что показатели качестваводы не будут превышать ПДК.
Kс. в.БПК5 = 15 мг/л;
Kс. в.азот ам. = 10 мг/л;
Kс. в.медь = 0.01 мг/л.
Объем сточных вод определим как:
Wс. в.= Wотв. гор. + Wотв.пр. = 0,8Wгор + 0,9Wпр= 5,8 млн м3/год,
где Wгор — городское водопотребление(млн м3/год); Wпр — водопотреблениепромышленности (млн м3/год);
Тогда количество загрязняющих веществ, попадающих в реку со сточнымиводами равно:
Zс. в.БПК5 = 15 * 5,8= 87 тонн;
Zс. вазот ам. = 10 * 5,8 = 58 тонн;
Zс. вмедь = 0,01 * 5,8 = 0,058 тонн.
Количество загрязняющих веществ, содержащихся в естественномречном стоке определяется по формуле:
Zест. = Kест. *Wест.
Поскольку Ипуть является притоком реки Сож, то ее фоновые концентрациидля каждого загрязняющего вещества соответствуют фоновым концентрациям Сожа.
Kест. БПК5 = 1,2 мг/л;
Kест. азотам. = 0,1 мг/л;
Kест. медь= 0,001 мг/л.
Тогда
Zест. БПК5 = 1,2*94 = 112,8 тонн;
Zест. азотам. = 0,1 * 94 = 9,4 тонн;
Zест. медь= 0,001 * 94 = 0,094 тонн.
Количество загрязняющих веществ, выносимых с урбанизированныхтерриторий определяется по формуле:
Zурб. = 10*Qt*Fурб*j*Kурб.,
где Курб — удельный вынос с урбанизированных зон покаждому загрязняющему веществу (г/м3); 10 — коэффициент приведения, дляполучения 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 составляет0,5% от площади водосбора:
Fурб. =0,005 * Fводосб. = 0,005 * 1250 = 6,25 млн км²= 625 га;
Kурб. БПК5 = 23 мг/л;
Kурб. азотам. = 1,6 мг/л; Kурб.медь = 0,001 мг/л.
Тогда удельный вынос с урбанизированных зон по каждому загрязняющемувеществу:
Zурб. БПК5 = 10*400*625*0,3*23*10-6 = 17,25тонн;
Zурб. азотам. = 10*400*625*0,3*1,6*10-6 = 1,2 тонн;
Zурб. медь= 10*400*625*0,3*0,001*10-6 = 0,00075 тонн;
Расчёт выноса загрязняющих веществ с сельскохозяйственных и другихнеурбанизированных территорий Zс/х (в кг) производитсяпо формуле:
Zс/х = Кс/х *Fс/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, попадающегов реку с сельскохозяйственных земель, равно:
Zс/хБПК5 = 4 *36,96 = 150 тонн;
Zс/хазотам. = 1 * 36,96 = 37 тонн;
Zс/хмедь= 0.005 * 36,96 = 0,2 тонн.
Следовательно, концентрация каждого загрязняющего вещества внижнем 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. азотам. + 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 вповерхностных водных объектах для рыбохозяйственного водопользования в РеспубликеБеларусь равны:
ПДКБПК = 3 г/м3;
ПДКазот ам. = 0,39 г/м3;
ПДКмедь = 0,002 г/м3.
Сравнив найденные значения концентраций загрязняющих веществс их ПДК, делаю вывод о том, что: необходимо уменьшить концентрацию загрязняющихвеществ в верхнем створе в 2 раза. Это связано с тем, что удельный вклад вод верхнегоствора в формировании качества воды является максимальным. Следует построить очистныесооружения для более глубокой очистки на реке Ипуть на границе с РФ.
4. Определение затрат по водохозяйственным и водоохранным мероприятиям
Затраты можно вычислить по выражению:
З = И+ЕК,
Где И — ежегодные издержки;
К — единовременные капиталовложения (стоимость сооружений и устройств);
Е — нормативный коэффициент эффективности капиталовложений (принимаетсяравным 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 экологическогоналога за забор 1м3 воды соответственно из поверхностного и подземногоисточника;
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 €.
Заключение
В связи с произведёнными расчётами по запланированным водохозяйственными водоохранным мероприятиям в бассейне реки Ипуть по существующим нормам в РеспубликеБеларусь:
1. по удовлетворению всех сфер деятельности в воде;
2. по обоснованию водохозяйственных мероприятий с расчётами исоставленными 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 проектаи водоохранные мероприятия;
можно сделать следующий вывод: все запланированные мероприятияпо строительству завода по производству тракторов варианта социально-экономическогоразвития №3, могут быть проведены согласно всем выше-обоснованным и — упомянутымрасчётам и по экономическому фактору. Т.к. дефицита в воде нет, то запланированныеводохозяйственные мероприятия (создание водохранилища) достаточно для удовлетворениявсех потребностей в воде). Но следует обратить большее внимание на величины концентрацийтаких загрязняющих веществ, как азот аммонийный, медь, и БПК5 общий объёмкоторых превысил норму, т.е. следует провести надлежащие мероприятия по уменьшениюих концентраций в воде, поступающей с вышерасположенного участка, т. е обеспечитьустройство водоочистных сооружений.
Расчет затрат по водохозяйственным и водоохранным мероприятиямпоказал, что ежегодные издержки составляют 3,14 млн €., а капиталовложения — 4,63млн €. Следовательно, затраты равны 3,8 млн €.