3.3. Расчет рассеивания загрязняющего вещества в водотоке
Задание: Определить максимальную концентрацию загрязняющего вещества в водотоке на расстоянии 500 метров от места выпуска сточных вод по схеме плоской задачи для разных вариантов.
Исходные данные: Выпуск сточных вод – береговой.
|
№ варианта |
qст м3/с |
Vср м/с |
Нср м |
В м |
D м2/с |
Св г/м3 |
Сст г/м3 |
|
14 |
25,1 |
2,46 |
1,62 |
19 |
0,073 |
20 |
100 |
Условная площадь поперечного сечения притока в месте его впадения:
Наиболее допустимая величина ΔZ при береговом сбросе сточных вод:
Ширина загрязненной струи потока b в нулевом створе:
Необходимо соблюдать условие, при котором, при назначении величины ΔZ выполнялось неравенство:
где В – ширина водотока.
Для расчета турбулентной диффузии всю расчетную область потока делим плоскостями, параллельными координатным, на расчетные клетки – элементы. По оси Х таких элементов k, по оси Z – m. Каждому элементу присваивается свой индекс по соответствующим осям координат. Расчет диффузии в плоской задаче приведен в таблице 3.1:
Таблица 3.1.
Расчет диффузии загрязнителя в водотоке
|
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
|
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
|
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
|
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20,15625 |
|
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20,3125 |
20,15625 |
|
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20,625 |
20,3125 |
21,5625 |
|
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
21,25 |
20,625 |
22,8125 |
21,5625 |
|
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
22,5 |
21,25 |
25 |
22,8125 |
27,1875 |
|
20 |
20 |
20 |
20 |
25 |
22,5 |
28,75 |
25 |
31,5625 |
27,1875 |
|
20 |
20 |
20 |
30 |
25 |
35 |
28,75 |
38,125 |
31,5625 |
40,15625 |
|
20 |
20 |
40 |
30 |
45 |
35 |
47,5 |
38,125 |
48,75 |
40,15625 |
|
20 |
60 |
40 |
60 |
45 |
60 |
47,5 |
59,375 |
48,75 |
58,4375 |
|
100 |
60 |
80 |
60 |
75 |
60 |
71,25 |
59,375 |
68,125 |
58,4375 |
|
100 |
100 |
80 |
90 |
75 |
82,5 |
71,25 |
76,875 |
68,125 |
72,5 |
|
100 |
100 |
100 |
90 |
90 |
82,5 |
82,5 |
76,875 |
76,875 |
72,5 |
Продолжение таблицы 3.1.
|
20 |
20 |
20,01953 |
20,01953 |
20,07813 |
20,07813 |
20,18799 |
20,18799 |
20,3537 |
|
20 |
20,03906 |
20,01953 |
20,13672 |
20,07813 |
20,29785 |
20,18799 |
20,51941 |
20,3537 |
|
20,07813 |
20,03906 |
20,25391 |
20,13672 |
20,51758 |
20,29785 |
20,85083 |
20,51941 |
21,23535 |
|
20,07813 |
20,46875 |
20,25391 |
20,89844 |
20,51758 |
21,40381 |
20,85083 |
21,95129 |
21,23535 |
|
20,85938 |
20,46875 |
21,54297 |
20,89844 |
22,29004 |
21,40381 |
23,05176 |
21,95129 |
23,79791 |
|
20,85938 |
22,61719 |
21,54297 |
23,68164 |
22,29004 |
24,69971 |
23,05176 |
25,64453 |
23,79791 |
|
24,375 |
22,61719 |
25,82031 |
23,68164 |
27,10938 |
24,69971 |
28,2373 |
25,64453 |
29,21387 |
|
24,375 |
29,02344 |
25,82031 |
30,53711 |
27,10938 |
31,7749 |
28,2373 |
32,7832 |
29,21387 |
|
33,67188 |
29,02344 |
35,25391 |
30,53711 |
24,69971 |
31,7749 |
37,3291 |
32,7832 |
36,0432 |
|
33,67188 |
41,48438 |
35,25391 |
42,34375 |
24,69971 |
42,8833 |
37,3291 |
36,0432 |
34,07306 |
|
49,29688 |
41,48438 |
49,43359 |
42,34375 |
31,7749 |
36,04515 |
36,05911 |
34,07306 |
32,03573 |
|
49,29688 |
57,38281 |
49,43359 |
56,30859 |
36,44043 |
36,07306 |
34,07306 |
32,03573 |
32,03573 |
|
65,46875 |
57,38281 |
63,18359 |
54,30859 |
36,44043 |
34,07306 |
32,03573 |
32,03573 |
28,08833 |
|
65,46875 |
68,98438 |
60,18359 |
50,08398 |
49,32617 |
3208833 |
32,03573 |
28,08833 |
25,08452 |
|
72,5 |
65,98438 |
56,98438 |
50,08398 |
44,32617 |
32,08833 |
28,08833 |
25,08452 |
23,06412 |
Полученные значения используем в получении модели распространения загрязняющего вещества в нелинейном водотоке.
Исходный водоток с указанным местом сброса сточных вод указан на рис. 3.
Рис.3. Водоток с береговым выпуском сточных вод