VI. Расчет величин НДС для совокупности выпусков в водохранилища и озера, расположенных в пределах водохозяйственного участка

43. Совокупность выпусков сточных вод для водоема составляют выпуски, сточные воды которых сбрасываются непосредственно в водоем.

44. Реки, впадающие в водоем следует рассматривать как береговые выпуски сточных вод. При этом концентрации веществ в устьях рек определяются заранее или описываются уравнением вида (30).

45. НДС для всех выпусков из рассматриваемой совокупности определяются из решения задачи математического программирования. Критерий оптимальности - минимум суммарных приведенных затрат на достижение НДС вида (29):

46. Модель водного объекта:

 

(60)

где: - вектор показателей (концентраций веществ), характеризующих качество воды в створе , г/м³;

- вектор фоновых концентраций веществ в водоеме, г/м³;

- вектор максимальных среднечасовых концентраций веществ в сточных водах выпуска i, г/м³;

- кратность разбавления сточных вод выпуска i на пути до створа ;

- множество номеров выпусков, оказывающих влияние на качество воды в створе .

47. Для расчета фоновых концентраций веществ в водоеме принимается, что они формируются в результате поступления нормированных веществ от всех источников и влияния внутриводоемных факторов, одинаковы в любом створе водоема (приближение полного перемешивания) и описываются системой уравнений:

 

(61)

где: - матрица, коэффициенты которой отражают процессы трансформации веществ в водоеме;

- множество номеров всех источников поступления нормированных веществ;

- расход сточных вод выпуска , м³/с.

 

48. Матрица коэффициентов трансформации имеет следующую структуру:

 

(62)

(63)

(64)

где: - коэффициенты трансформации веществ в водохранилище, м³/с.

Значениям соответствуют следующие показатели:

- Азот общий;

- ;

- Азот аммонийный;

- Азот нитритов;

- Азот нитратов;

- Растворенный кислород;

- остальные показатели;

- коэффициент, характеризующий соотношение между и органическим азотом в воде водоема;

- коэффициент пересчета в в воде водоема;

, - соответственно коэффициенты стехиометрической эквивалентности аммонийный азот – кислород и нитритный азот – кислород, , . Коэффициенты и не являются универсальными и должны оцениваться для каждого конкретного водоема на основе калибрации модели по данным наблюдений.

49. Матрица описывает внутренний круговорот биогенных элементов в водном объекте. Поскольку для водоемов время водообмена, как правило, превышает характерное время обращения биогенных элементов по указанному циклу, то моделируемая в нем группа показателей — , азот аммонийный, азот нитритов и азот нитратов должна рассчитываться только совместно. Изолированный расчет этих показателей или расчет для неполной группы могут привести к значительному занижению расчетных концентраций и, сле­довательно, к установлению недостаточно жестких НДС.

50. Коэффициенты трансформации вычисляются по формуле:

 

(65)

где: - коэффициент неконсервативности (для растворенного кислорода вместо коэффициента неконсервативности используется константа реаэрации), 1/сут;

- объем заполнения водоема (водохранилища), км³;

- коэффициент приведения размерности в м³/с, ;

- расход водозабора или вытекающей из водоема реки, м³/с;

- множество номеров мест изъятия воды из водоема, включая водозаборы и вытекающие из водоема реки.

51. При расчете концентрации растворенного кислорода в правую часть соответствующего уравнения системы (61) добавляется член:

 

(66)

где: - растворимость кислорода в 1 м³ воды при расчетной температуре, г/м³.

52. Кратность разбавления определяется по формуле (3) как произведение кратности начального разбавления и кратности основного разбавления . Значения определяются по формулам (47) (48) или, если не выполняются условия применимости метода М. А. Руффеля - согласно п. 27. Значения определяются по формулам (53) - (59) или численным методом А. В. Караушева.

53. Модель комплекса водоохранных мероприятий при рас­чете НДС веществ в водоемы полностью совпадает с описанной ра­нее моделью (37) - (39) комплекса водоохранных мероприя­тий для случая расчета НДС веществ в водотоки.

54. В результате решения задачи оптимизации (29), (60), (61), (34) - (39) определяются оптимальные доли расхода сточных вод, проходящие по различным технологичес­ким маршрутам очистки и использования . После этого по формулам (41) - (43) определяются величины расходов сбрасываемых сточных вод - , концентрации веществ в сточных водах – и НДС веществ на выпусках сточных вод - НДСi, i=1,…..,N.