Разбавление сточных вод в реках.

Критериями , характеризующими процессы разбавления являются коэффициент смешения а и кратность разбавления n .

а - показывает какая часть речной воды смешалась со сточными водами (факелом).

а=; где

Q- расход загрязненной воды;

Q- расход в реке;

тогда расход воды в факеле :

Q = а Q

Чем больше расстояние от места выпуска , тем выше а .

Кратность разбавления показывает во сколько раз разбавляется сточная вода.

Если W_З = W ,то = 2;

Исходя из этого можно записать кратность разбавления в реке :

n = , где

q - расход сточных вод , м³/с

Q_Р - расход в реке , м³/с.

Величины а и n переменные , зависящие от расстояния и гидравлических процессов.

На практике применяется расчёт предложенный Фроловым и Родзиллером , основанный на уравнениях сохранения вещества и единичного турбулентного переноса вещества .

В связи с этим а определяется по формуле:

а = , где

L- расстояние от места выпуска сточных вод до расчётного створа (по фарватеру), м.

Q_Р - min расход реки 95% обеспеченности , м³/с.

q_max- max расход сточных вод , м³/с ;

- коэффициент учитывающий гидравлический фактор смешения

= , где

- коэффициент извилистости реки :

= ;

L_ПР -расстояние по прямой;

L_Ф - расстояние по фарватеру до расчетного створа , м.

Расчетный створ зависит от вида водоёма .

А) 1,2 на 1 км выше по течению реки до водопользования ;

Б) - по границе рыбохозяйственного участка.

- коэффициент , учитывающий место выпуска сточных вод :

Выпуск береговой = 1

в фарватер = 1.5

Е - коэффициент турбулентной диффузии для равнинных рек:

Е =

_СР - средняя скорость течения реки между выпуском и расчётным створом , м/с

Н_СР - средняя глубина реки на том же участке , м.

Если между выпуском и расчётным створом можно выделить несколько участков с различными и Н , то величина Е определяется :

Е = , где

L₁.....L_n - длины участков с различными и Н

L = L₁+ L₂+ ......+L_n .

Эта формула не учитывает начальное разбавление сточных вод (запас расчета).

Начальное разбавление появляется от особенностей обтекания водой устройств по выпуску сточных вод.

За трубой образуется зона пониженного давления , возникают вихревые движения.

Если обозначить начальное разбавление через n_н , а основное разбавление n_o :

n_o =

Общее разбавление :

n = n_н n_o

Полное смешение достигается при = 0,80,9

Расстояние до створа полного смешения определяется по формуле :

L_см = .

Разбавление в озёрах и водохранилищах.

Большую роль в разбавлении играют поверхностные потоки (за счёт ветра). При расчётах используют метод Руфеля для крупных водохранилищ и проточных озёр. Руфель рассматривает 2 случая в зависимости от глубины выпуска .

1 случай При выпуске расположенном в верхней части глубины озера (или водохранилища) не ниже 1/3 от поверхности воды.

n_н= - начальное разбавление .

Основное разбавление :

n_o= 1+0,412

H_СР -средняя глубина водохранилища , м

L -расстояние от места выпуска до расчётного створа , м

q -расход сточных вод м³/с

-расстояния между расчётными сечениями , м (оголовки рассеивающего выпуска (при сосредоточенном =1))

= 6,53Н.

2 случай При выпуске в нижней трети глубины :

n_н=

n_o= 1,85 + 2,32

= 4,41 H

Для водохранилищ и озёр любых размеров применяется метод расчёта разработанный Лапшовым (существуют формулы и номограммы).