Задание
Определить водный объект, в который поступают сточные воды с повышенным содержанием (указать ингредиент).
Определить источник загрязнения.
Привести гидрологические параметры, необходимые для расчета.
Привести краткое описание методов расчета (не менее 2-х) прогноза уровня загрязнения.
Выполнить расчет прогноза уровня загрязнения не менее чем 2-мя методами.
Привести схему водного объекта с изолиниями концентраций загрязняющего вещества для плоской задачи.
Дать сравнительную оценку полученных результатов расчетов по разным методам.
Краткая характеристика водного объекта
Бирюса (в нижнем течении Она) - берет свое начало на северном склоне Саянского хребта, водораздельный гребень которого покрыт снегом. Высота истоков Бирюсы достигает 1700 метров. Соединяясь на севере Канского округа с р. Удой (Чуна), Бирюса образует р. Тасеево, слева впадающую в р. Ангара, в нижнем течении от устья р. Илим называется еще Верхней Тунгуской. В верховьях Бирюса типичная горная река, протекающая среди дикой местности, местами в узкой и широкой долине. В нижнем течении спокойна и широка, долина ее доходит до 400 метров. Общая длина Бирюсы 1012 км, площадь бассейна 55,8 тыс. квадратных километров.
В 25 км выше Бирюсинска идет сужение русла до 7-8 м, с продольными каменными гребенками и отдельными камнями, в большую воду высота валов достигает 2 м. За сужением Бирюса имеет ширину до 30 м и до заброшенного пос. Сергеевского на участке длиной 16 км представляет собой несложную шиверу. Через 3 км ниже поселка расположен Сергеевский порог длиной 200 м. Порог имеет 3 ступени, водопадного типа, с общим падением ем при ширине реки 10-15 м, просмотр (и возможный обнос) - по правому берегу.
Далее долина реки расширяется, много завалов, почти полностью перегораживающих реку. Ниже места сброса сточных вод гидролизного завода долина Бирюсы снова сужается, по правому и левому склонам появляются старые гари.
Затем начинается Муркинская система порогов, протяженностью около 18 км. Наиболее сложные пороги находятся за устьем левого притока - Прямой Мурки. За правым поворотом реки - плес 1,5 км потом сужение русла до 10 м. На участке 1,5 км река падает на 12 м уступами до 1,7 м. Правый берег - крутая каменная осыпь.
Наблюдения на реке Бирюса проводятся в трех пунктах, пяти створах (четыре – третьей, один – четвертой категории).
| Номер пункта наблюдений | Река – Пункт наблюдений | Расстояния от пункта наблюдений до устья, км | Створы | Вертикали | Горизонты | |||
| Номер | Место-положение | Номер | Место-положе-ние | Кол-во | Место-положение от пов-ти | |||
| Р. Бирюса – Участок Нерой | В черте уч-ка Нерой ГП-1 | 0,5 | 0,3 | |||||
| Р. Бирюса – г. Бирюсинск | 0,5 Выше г. Бирюсинска, 17,8 км выше сброса сточных вод гидролизного завода | 0,5 | 0,3 | |||||
| 545,7 | 20,3 км. Ниже г. Бирюсинска, 4,5 км ниже сброса сточных вод гидролизного завода | 0,5 | 0,3 | |||||
| 536,6 | 29,4 км. Ниже г. Бирюсинска, 13,6 км ниже сброса сточных вод гидролизного завода | 0,5 | 0,3 | |||||
| Р. Бирюса р. п. Шиткино | В черте р. п. Шиткино, 101 км ниже сброса сточных вод гидролизного завода | 0,5 | 0,3 |
По химическому составу вода у поселка Шиткино относится к гидрокарбонатному классу (54,3-111 мг/л), группе кальция (14,6-27,4 мг/л). Жесткость определялась от 0,098 ммоль/л в период летних паводков (очень мягкая вода) до 2,06 ммоль/л в конце зимней межени (мягкая вода).
Содержание растворенного в воде Бирюсы кислорода в1998 году изменялось в пределах 6,81 – 14,25 мг/л (с крайними значениями у поселка Шиткино).
Сумма органических веществ по ХПК составила 9,4 – 30,4 мгО2/л (пос. Шиткино), по БПК5 – 0,46 – 3,78 мгО2/л.
Наиболее загрязнена вода в районе г. Бирюсинска и пос. Шиткино, где основным источником загрязнения являются сточные воды гидролизного завода. Максимальные концентрации загрязняющих веществ у пос. Шиткино составляли: нефтепродуктов 0,17 мг/л, азота аммонийного 0,17 мг/л, нитратного – 0,47 мг/л.
Источник загрязнения
Главным источником загрязнения реки Бирюса являются сточные воды Бирюсинского гидролизного завода. Вид деятельности завода: производство сельскохозяйственной продукции, биосырья, сельскохозяйственного сырья, в частности кормовых дрожжей, этилового спирта и фурфурола.
В воде реки обнаруживаются следующие специфические вещества гидролизного производства: фурфурол, метанол, органические кислоты (уксусная, масляная), фенолы, нефтепродукты и др.
В 1998 году из этих веществ с максимумом у города Бирюсинска обнаруживались фурфурол 0,080 мг/л, органические кислоты – масляная 0,35 мг/л, нелетучие 3,62 мг/л.
ФЕНОЛ - простейший ароматический спирт, бесцветные розовеющие на свету кристаллы; исходный продукт для производства синтетических смол и других химикатов. ФЕНОЛ применяют также в качестве дезинфицирующего средства в медицине. Вдыхание влечет за собой раздражение слизистых оболочек, контакт с кожей - ожоги. Хроническое отравление приводит к поражению печени и почек, а также к изменениям со стороны крови. ФЕНОЛ оказывает вредное действие на наследственность. По поводу канцерогенного и тератогенного действия ФЕНОЛА имеются противоречивые мнения. Смертельной одноразовой дозой являются 10 - 15 г.
ФЕНОЛ - это сильный яд для водоемов. Уже малые количества ФЕНОЛА приводят к изменению вкуса употребляемых в пищу рыб. Значительно превосходят ФЕНОЛ по токсичности широко распространенные хлорфенолы, напр, применяемый для консервации дерева пентахлорфенол (ПХФ).
Превышение ПДК по фенолам было в 4 раза. В этой работе я попытаюсь определить. На каком расстоянии от данного створа концентрация загрязняющих веществ достигает уровня ПДК
Гидрологические параметры, необходимые для расчета
Для расчета прогноза уровня загрязнения водного объекта нам необходимы следующие параметры: расход реки (Qp - [м3/сек]), расход сточных вод (Qст - [м3/сек]) ширина реки (B - [м]), средняя глубина реки (H - [м]), концентрация загрязняющего вещества (Cст - [г/м3]). Также для расчета коэффициента турбулентной диффузии нам необходим уклон водной поверхности (I - )