Курсовая работа: Расчет прогноза уровня загрязнения водного объекта фенолы

- площадь поперечного сечения потока,

- гидравлический уклон и радиус русла потока,

- средняя и динамическая скорость течения,

- фоновая концентрация и фоновый дефицит кислорода,

- коэффициент скорости биохимического потребления кислорода,

- коэффициент скорости реаэрации,

- расход сточных вод на выходе из выпуска,

- концентрация консервативного и неконсервативного загрязняющего вещества в сточных водах при выпуске.

В зависимости от характера взаимодействия выброса и водного объекта и применяемой модели вид и количество составляющих будут несколько меняться. Степень сложности модели определяется количеством и надежностью исходной информации, возможностью использования вычислительных машин и их мощностью.

Наличие разнообразных моделей прогнозирования качества вод обусловливает возможность выбора конечных результатов на основании оценки экономической эффективности рассматриваемых вариантов, в свою очередь учитывающих возможности управления водохозяйственными системами и их преобразования. При этом основными путями являются увеличение степени очистки сточных вод, усовершенствование или создание регулирующих водохранилищ. Преимущество отдается варианту. имеющему наименьшие капитальные вложения и эксплуатационные затраты при сохранении допустимых норм качества воды.

Детальными методами будем называть численные методы решения уравнений турбулентной диффузии, позволяющие получать полу концентраций вещества в пределах всей расчетной области, начиная от источника загрязнения до некоторого расчетного створа. В общем, дифференциальном уравнении значения dc,dx,dy,dz заменим их конечными приращениями ∆с, ∆x, ∆y, ∆z.

4.1 Расчет детальным методом по схеме плоской задачи в координатах (х,z)

1. На плане реки или водоема обозначается место поступления сточных вод, и через него проводят поперечник. Ниже - речной поток схематизируют и делят на расчетные клетки. Скорость сточных вод, сбрасываемых в водный поток в месте поступления, принимается равный скорости течения реки. Вычисляется условная площадь поперечного сечения потока, в месте его впадения притока по следующей формуле:

2. При решении плоской задачи для расчета распределения концентраций Сст. В координатах – x,z необходимо определить ширину загрязненной струи потока в начальном створе.

B

3. Величина b необходимая для назначения ширины расчетной клетки ∆z. Наибольшая допустимая величина ∆z при впадении сточных вод у берега принимается равной:

b

При выпуске сточных вод на некотором расстоянии от берега или на середину потока, тогда ∆z может быть равна половине ширины загрязненной струи.

4. При расчете турбулентной диффузии рассматриваемую часть потока делят на клетки, соответствующие ∆x и ∆z, получая при этом расчетную сетку. Клетки, попадающие в струю притока сточных вод в начальном поперечнике заполняются числами, выражающие начальную концентрацию вещества, т.е. концентрацию вещества в сточных водах, остальные клетки заполняются числами, выражающими естественную концентрацию загрязняющего вещества в реке - это могут быть и нулевые концентрации.

Если размеры клеток получаются очень малыми, то расчет с принятым делением ведется до определенного створа, в котором загрязняющее вещество окажется распределенным в 20-50 клетках. После этого клетки объединяют по 2-4 - для плоской задачи и по 4-9-для пространственной. Получая новые средние значения концентрации в клетках и новые линейные размеры клеток. Новые концентрации получаются как средние арифметические из объединенных клеток. Линейные размеры получают соответствующем умножением имеющихся размеров ∆z и ∆y.

∆X укрупненной клетки определяется так:

∆Xукр=∆Xпред•m2

5. Для нахождения промежутка, через который нужно устанавливать следующий створ рассчитаем величину m является функцией коэффициента Шези С и для пределов 10 £ С ³ 60 связана с С следующей зависимостью:

m = 0,7 С + 6

при С ³ 60 m = const = 48.

6. Коэффициент турбулентной диффузии, являющийся основным параметром при расчете перемещения в потоке, вычисляется по формуле

где v ср - среднее значение скорости на участке распространения загрязняющих веществ, м. c; Нср - средняя глубина на расчетном участке, м; g - ускорение свободного падения = 9, 81 м / с.

7. Теперь, зная расстояние между створами, строим поле концентрации загрязняющего вещества. Расчетные уравнения при решении плоской задачи –имеет следующий вид: