ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Метод В. А. Фролова из "Прогноз качества воды водоёмов-приемников сточных вод " По наблюдениям С. А. Несмеянова при выпуске сточных вод непосредственно в поток смешение протекает примерно в 1,5 раза интенсивней, чем при сбросе их у берега. Поэтому В. А. Фролов принял, 470 при выпуске сточных вод у берега =1, а при выпуске их в поток 1,5. [c.47] Стах = Сер + (Сет Сер) е . [c.49] Окончательные формулы В. А, Фролова получены им не теоретическим путем, а методом анализа размерностей на основе экспериментальных материалов. Это является известным недостатком решения. Однако то, что показатель степени с=7з при безразмерном комплексе Ш ii в уравнении (2.21) получен на основе экспериментальных данных, в том числе и на натурных водоемах, является определенным достоинством этого решения, поскольку в какой-то степени учитывает влияние реальных гидравлических и морфометрических факторов речных потоков на величину разбавления сточных вод и на интенсивность смешения их с водой реки. [c.50] В одном из обследований в реку с расходом 567 м /с сбрасывалась через со-т редоточенный береговой выпуск сточная вода с расходом 3,3 м /с. Фоновое содержание хлоридов составляло 11,5 мг/л. В сбросных сточных водах концентрация хлоридов равнялась 331 мг/л. [c.50] Раесматриваемый участок реки на всем протяжении 13,5 км был прямолннеа- ым, вследствие его р=1. Поскольку сточная жидкость поступала через береговой выпуск, 5 = 1. Следовательно, коэффициент а, определяемый по формуле (2.22), для первого участка равен 0,144, а для второго — 0,128. [c.50] Расхождение между расчетными и измеренными концентрациями хлоридов в первом-случае составило 74/28 = 2,64 раза, а в втором — 28,7/20,3=1,41 раза. Если в первом случае расхождение можно считать повышенным, то во втором — вполне приемлемым. Это и послужило выводом о надежности формул В. А. Фролова при их исключительной простотё. [c.51] Вместе с тем анализ экспериментальных и расчетных результатов выявил ряд моментов, не учитываемых методом В. А. Фролова, и обнаружил факторы, при которых этот метод оказывается вообще не адекватным картине смешения сточных вод с речными. В частности, оказалось, что коэффициент смешения у зависит от фоновой концентрации веществ в воде водоема. Из табл. 2.1 видно, что в створе /=1,5 км коэффициент смешения у, определенный по хлоридам, оказался равным 0,18, а по сульфатам — 0,75 в створе /=13,5 км — соответственно 0,4 8 и 0,93. В действительности таких расхождений не должно быть. При смешивании двух во дных масс концентрации содержащихся в них веществ должны измeняtь я в одинаковое число раз. Поэтому различие в значениях у, полученных по разным трассерам для смешения одних и тех же водных масс, свидетельствует только об одном выражение (2.27) для у не адекватно процессу смешения. [c.51] загрязненная струя должна распространиться по сечению реки на расстояние 67 км от выпуска, вследствие чего смешение Б створе, отстоящем от выпуска на расстоянии 13,5 км с 93% реч- ного расхода, очевидно, просто невозможно. [c.52] Экспериментально было установлено, что при определении коэффициента смешения у по веществам, фоновое содержание которых равно нулю (Сф=0), у оказывался одинаковым для одного и того же створа, по каким бы веществам его не определяли. Это подтверждается данными граф 5 и 9 табл. 2.1, полученными в предположении, что фоновое содержание хлоридов и сульфатов равно нулю. Из Э1ИХ данных следует, что исключение из расчета фоновой концентрации дает одинаковые значения у. Да и сами значения у оказываются более отвечающими характеру процесса разбавления. Представляется более правомерным, что поступившая в водоем сточная жидкость смешается с 3,1 % речного расхода в створе 1= = 1,5 км и с 11% в створе /=13,5 км от выпуска, чем соответственно с 75 и 93% по сульфатам или даже с 18 и 48% по хлоридам. [c.52] Тем не менее и при исключении фоновой концентрации компонента выражение вида (2.27) не мож.ет считаться адекватным процессу смешения, поскольку в створе выпус ка оно не обращает у в нуль, что должно бы было быть, согласно условию (2.6), при отсутствии специальных инженерных мероприятий по созданию начального смешения и разбавления. Это обстоятельство предопределяет необходимость получения другого выражения для у, отвечающего условию (2.6). [c.52] Нельзя считать правильным и выражение (2.26) для определения величины разбавления п, согласно которому в каждом створе смешиваются одинаковые части расходов сточной жидкости и речной воды. Однако в действительности картина смешения иная к поступившей в водоем сточной жидкости постепенно присоединяется все увеличиваюш,аяся часть расхода воды в реке, изменяющаяся от нуля в створе выпуска до полного расхода Q в створе полного смешения. Если под разбавлением понимать отношение суммы количеств разбавляемой и раз1бавляющей воды к количеству разбавляемой воды, то адекватным разбавлению должно быть выражение (2.3), а не (2.26). [c.53] Конечно, в максимально загрязненной струе находится не все количество сточной жидкости, а лишь часть его, причем основная. Отнесение всего расхода сточной воды д к мз1Кснмально загрязненной струе несколько занижает расчетную величину разбавления по сравнению с действительной. Но это повышает надежность расчета и, главное, резко его упрощает. Поэтому в дальнейшем для расчета величины разбавления принято выражение (2.3), а не (2.26). [c.53] Прежде всего представляется сомнительным, чтобы все разнообразие гидравлических условий смешения можно было учесть коэффициентом турбулентной диффузии, вычисленным по формуле (2.33) М. В. Потапова. Очевидно, более правильно определять коэффициент О по формулам А. В. Караушева. [c.53] Наконец, метод В. А. Фролова имеет еще один недостаток, свой-ственвый, впрочем, и многим другим методам при определении концентраций нескольких. веществ, поступивших в водоем со сточной жидкостью, весь объем вычислерий, в том числе и определение концентрации в створе полного смешения Сср, необходимо выполняты для всех веществ. Это затрудняет получение универсальной формулы, учитывающей, например, комплексное воздействие на водоем сточных вод, поступивших через несколько (в общем случае через произвольное число) выпусков. Кроме того, формулы В. А. Фролова не учитывают другие процессы формирования качества воды — самоочищение, химические и физико-химические взаимодействия веществ, играющие в снижении первоначальных концентраций не меньшую роль, чем разбавление. [c.53] Как уже говорилось, нередко возникают трудности при осреднении гидравлических характеристик потока для всей загрязненной струи. В этом случае коэффициенты турбулентной диффузии высчитываются для каждого участка с примерно однородными гидравлическими характеристиками, а общий коэффициент для всей зоны смешения определяется как средневзвешенная величина из коэффициентов Д- для отдельных участков. При этом в качестве весов (Принимаются длины этих участков, а общего веса — полная протяженность зоны смешения. [c.54] Как говорилось ранее, смешение интенсифицируется поперечными циркуляциями, создаваемыми извилистостью русла реки, которую В. А. Фролов учел коэффициентом извилистости ф==///п-Однако циркуляционные потоки создаются не только извилистостью русла реки, но и извилистостью ее фарватера, которая на широких реках бывает и на прямолинейных участках. Поэтому коэффициент извилистости рекомендуется определять как отношение расстояния между выпуском и рассматриваемым створом по фарватеру 1ф к раестоянию между теми же створами по прямой 1 , т. е. [c.55] Для широких, как правило, судоходных рак расстояние /ф может быть определено по лоцманским картам. Для рек нешироких, в которых фарватер следует изгибам русла реки, ф принимается равной длине русла реки между выпуском и расчетным пунктом. [c.56] Расхождение между расчетными и измеренными концентрациями хлоридов в первом случае составило 47,4/28=1,7, а во втором — 22,6/20,3=1,11 раза, что можно считать уже вполне удовлетворительным. И при расчете по изложенной методике имеется некоторый запас надежности. [c.56] Вернуться к основной статье