- •Міністерство освіти і науки, молоді та спорту україни харківська національна академія міського господарства
- •Конспект лекцій з дисципліни «прикладна гідроекологія»
- •©Ладиженський в.М., Дмитренко т.В., Іщенко а.В., хнамг, 2011 з м і с т
- •Модуль 1. Використання та охорона вод. Загальні положення.
- •Тема 1. Водні об’єкти, класифікація, можливість використання.
- •Тема 2. Види водокористування.
- •Тема 3. Якість води. Показники якості води.
- •Тема 4. Нормування якості води. Норми якості води, загальні вимоги до складу та властивостей води.
- •Тема 5. Гранично-допустимі концентрації (гдк) речовин у воді, нормовані речовини, лімітуючи ознаки шкідливості, класи небезпеки речовин.
- •Тема 6. Алгоритм оцінки якості води. Методика оцінки якості води для господарчо-побутової, питної та рибогосподарської категорій водокористування.
- •Послідовність оцінки якості води.
- •Тема 7. Визначення класу та категорії якості води водних об’єктів на основі екологічної класифікації.
- •Тема 8. Якість питної води. Норми постачання води для населення.
- •Тема 9. Вимоги до джерел питного водопостачання. Зони санітарної охорони джерел водопостачання.
- •Тема 10. Централізоване та децентралізоване питне водопостачання.
- •Тема 11. Класифікація джерел впливу на поверхневі водні об’єкти.
- •Тема 12. Утворення господарсько-побутових та міських стічних вод.
- •Тема 13. Поверхневий стік з міської території і територій промислових підприємств.
- •Тема 14. Умови відведення зворотних вод у водні об’єкти. Принципи встановлення гранично допустимих скидів (гдс).
- •Тема 15. Принципи та заходи охорони вод.
- •Модуль 2. Моделювання стану поверхневих вод.
- •Тема 1. Визначення фонових концентрацій речовин у водних об’єктах.
- •Тема 2. Прогноз якості води на заданій відстані від випуску стічних вод за методом Фролова-Родзіллера.
- •Тема 3. Визначення кратності основного розбавлення.
- •Тема 4. Визначення кратності початкового розбавлення. Методика підбору параметрів водовипуску для забезпечення початкового розбавлення.
- •Тема 5. Математична модель Стрітера-Фелпса.
- •Тема 6. Методика визначення гранично-допустимої концентрації сгдс в стічній воді. Резерв асимілюючої здатності.
- •Тема 7. Методика визначення сгдс для одиночного водовипуску в межах населеного пункту.
- •7.1. Зосереджений водовипуск.
- •7.2. Розсіювальний водовипуск.
- •7.2.1. Розрахунок сгдс для розсіювального водовипуску, коли раз існує.
- •7.2.2. Розрахунок сгдс для розсіювального водовипуску, коли раз не існує.
- •Тема 8. Методика визначення сгдс для поодинокого водовипуску за межами населеного пункту.
- •8.1. Розрахунок сгдс, коли раз існує.
- •8.2. Розрахунок сгдс, коли раз не існує.
- •Тема 9. Методика визначення сгдс для декількох водовипусків.
- •Методика розрахунку Випуск стічних вод здійснюється у межах населеного пункту.
- •9.1. Для зосереджених водовипусків.
- •9.2. Для розсіювальних водовипусків.
- •9.2.1. Розрахунок сгдс для розсіювального водовипуску, коли раз існує.
- •9.2.2. Розрахунок сгдс для розсіювального водовипуску, коли раз не існує.
- •9.2.3. Розрахунок сгдс, коли раз існує.
- •9.2.4. Розрахунок сгдс, коли раз не існує.
- •Тема 10. Екосистема. Основні процеси, що відбуваються в екосистемі - процеси самоочищення водних об’єктів, перенос речовини та енергії водним потоком, трансформація речовини.
- •Тема 11. Процес формування якості води.
- •Тема 12. Консервативні та неконсервативні речовини.
- •Тема 13. Гідравлічні процеси формування якості води.
- •Тема 14. Самоочищення водних об’єктів.
- •Тема 15. Евтрофування водних об’єктів. Алохтонні та автохтонні чинники.
- •Тема 16. Методи захисту та відновлення поверхневих водних об’єктів.
- •Модуль 3. Раціональне використання водних ресурсів
- •Тема 1. Принципи регулювання річкового стоку.
- •Тема 2. Переваги та негативні наслідки регулювання.
- •Тема 3. Компенсаційні заходи щодо попередження та ліквідації негативних наслідків регулювання водотоків.
- •Тема 4. Комплексне використання водосховищ.
- •Тема 5. Дніпровський каскад водосховищ.
- •Тема 6. Міжбасейновий перерозподіл річкового стоку.
- •Тема 7. Використання та охорона підземних вод.
- •Тема 8. Басейновий принцип управління водними ресурсами.
- •Тема 9. Шкідливі дії вод.
- •Тема 1. Використання води у комунальному господарстві.
- •Тема 2. Раціональне використання вод у промисловості.
- •2.1. Технічне водопостачання.
- •2.2. Норми водоспоживання у промисловості.
- •Тема 3. Раціональне використання вод у сільському господарстві.
- •3.1. Зрошування сільськогосподарських культур.
- •3.2. Використання води на тваринницьких комплексах.
- •Модуль 4. Охорона водних ресурсів
- •Тема 1. Механічна очистка.
- •Тема 7. Поводження з осадами, що утворюються при очищенні стічних вод.
- •7.1. Мулові осади. Список літератури
- •Навчальне видання
Тема 11. Процес формування якості води.
Процес формування якості води у водному об'єкті можна представити таким чином:
1) розчинені і завислі речовини поступають у водний об'єкт із зосереджених або дифузійних джерел;
2) під впливом гідравлічних чинників (перенесення і перемішування) відбувається кількісний перерозподіл речовин у водному потоці;
3) під впливом фізичних, хімічних і біологічних чинників відбувається якісна трансформація речовин.
Склад води у водних об’єктах формується і постійно змінюється під впливом автохтонних та алохтонних чинників. Процеси забруднення та самоочищення вод відбуваються одночасно.
Склад води водних об’єктів формується головним чином консервативними речовинами. Він повинен задовольняти умовам проживання гідробіонтів і вимогам споживання води для питних та інших потреб людини. Це можливо забезпечити шляхом обмеження негативного впливу алохтонних чинників та підвищенням позитивного впливу на формування складу природних вод автохтонних чинників.
Але перш за все треба з’ясувати ту межу, за якою вода може стати непридатною як середовище проживання або як споживний природний ресурс. За цими ознаками визначається якість води водних об’єктів.
Тема 12. Консервативні та неконсервативні речовини.
Здатність піддаватися якісній зміні властива не всім речовинам.
Речовини, що надходять до водних об’єктів від джерел забруднення, поділяються на консервативні і неконсервативні.
Консервативні речовини не зазнають деструкції у водному середовищі. Зменшення питомого вмісту цих речовин до безпечних концентрацій досягається шляхом розбавлення, седиментації, поглинання гідробіонтами.
Неконсервативні речовини піддаються у водному середовищі деструкції під впливом фізичних, хімічних та біологічних чинників.
Характеристикою, що кількісно визначає спроможність речовини піддаватися трансформації є коефіцієнт неконсервативності (К), який визначає швидкість зменшення концентрації речовини у воді.
Неконсервативні речовини поділяються на м’які, що швидко окислюються у воді (К0,13 1/добу), жорсткі, що важко піддаються біохімічному окисленню (К0,025 1/добу), і проміжні (0,025≤ К ≤0,13 1/добу).
Тема 13. Гідравлічні процеси формування якості води.
Гідравлічні чинники є єдиними чинниками (внутрішньоводоймними), які визначають якість води за консервативними речовинами.
Природна вода є розчином із складним хімічним складом. Вода є тим фізичним середовищем, в якому водна екосистема здійснює кругообіг речовини і енергії. Крім того, для консервативних речовин гідравлічні процеси є єдиними з внутрішньоводоймних, що впливають на їх концентрацію.
Характер перенесення речовини потоком залежить від виду руху рідини, який у свою чергу визначається типом водного об'єкту і його гідравлічними характеристиками. У водотоках істотну роль у формуванні якості води грає конвективне перенесення.
Реальні водотоки є безнапірними турбулентними потоками, рух води в яких в сталих умовах має нерівномірний характер. Це пояснюється непризматичним характером русел реальних водотоків. Проте розрахункові залежності для нерівномірних потоків досить складні і незручні в практичному використанні. Тому в інженерно-екологічних розрахунках приймають, що на окремих ділянках водотоків рух води має рівномірний характер.
Складнішим завданням є врахування ефекту турбулентності. Відмінною рисою турбулентного режиму течій є пульсація швидкостей. Тобто безперервна їх зміна в кожній точці потоку за величиною і напрямом. Основними джерелами виникнення турбулентності є зони розриву швидкостей, тобто такі області, де спостерігається різкий стрибок швидкостей між прилеглими шарами рідини. Пульсаційний рух обумовлює обмін між сусідніми шарами рідини. Цей процес отримав назву турбулентного перемішування. Турбулентне перемішування завжди направлене на вирівнювання концентрацій або температур. Оскільки цей процес за своїм результатом аналогічний процесу молекулярної дифузії, то турбулентне перемішування називають також турбулентною дифузією.
Турбулентна дифузія приводить до перемішування забруднених струменів рідини з суміжними, чистішими. Результатом цього процесу є розбавлення стічних вод основним потоком. Інтенсивність і характер перемішування стічних вод з водою водних об'єктів залежить від гідравлічних характеристик водного об'єкту, кількості і способу вступу стічних вод. Спосіб вступу стічних вод визначається типом випуску.
Для кількісної оцінки процесу розбавлення використовують різні методи. До числа найбільш використовуваного відносять метод Фролова-Родзіллера – для водотоків, метод Руффеля – для водоймищ і метод Караушева, що має універсальний характер.