Определение времени подхода зоны загрязнения с максимальной концентрацией АХОВ к заданному створу

 

Прогноз времени подхода зоны загрязнения с максималь­ной концентрацией АХОВ к заданному створу водотока определяется по формуле:

, (1)

где t _д – время добегания речной воды от места аварии до заданного створа, час; t ₀ – продолжительность сброса АХОВ в реку, ч.

Расчет времени t _д выполняется по формуле:

, (2)

где L – длина расчетного участка реки, км; V – средняя скорость течения реки на участке, м/с.

Если вместо значения средней скорости течения реки на участке задан расход воды Q (м³/с), то ориентировочное значение средней скорости течения воды определяется из соотношения:

, (3)

где В – средняя ширина расчетного участка реки, м; Н – средняя глубина расчетного участка реки, м. Аналогичным образом определяется значение расхода во­ды по заданной средней скорости течения:

(4)

 

 

Расчет максимального значения концентрации АХОВ

В зоне загрязнения водотока

 

Ориентировочные максимальные концентрации АХОВ в за­данном створе водотока (с _max, мг/л) рекомендуется рассчитывать по формуле:

, (5)

где с _а – концентрация АХОВ в аварийном сбросе, мг/л; ψ – безраз­мерный коэффициент, учитывающий поперечную дисперсию загрязняющего вещества в водотоке; θ – безразмерный коэффициент, учитывающий продольную дисперсию загрязняющего вещества в водотоке: τ – безразмерный коэффициент, учитывающий неконсервативность загрязняю­щего вещества.

Если концентрация АХОВ в аварийном сбросе не задана, например, в случае поступления в реку чистого (неразбавленного) вещества, расчет с _а выполняется по соотношению:

, (6)

где ρ – плотность загрязняющего вещества, кг/м³.

Расчет коэффициента ψ производится по формуле:

, (7)

где Q – расход воды в водотоке выше места сброса АХОВ на расчетном участке, м³/с; q – расход АХОВ, м³/с; j – коэффициент, учиты­вающий смешение АХОВ в массе водного потока. Значения коэффициен­та j в зависимости от удаления и размера водотока приведены в табл. 1.

Таблица 1

Ориентировочные значения коэффициен­та j для водотоков

 

Расстояние от места аварийного сброса до заданного створа, км	Коэффициент j для водотоков, при расходе воды Q, м^3/с
<10	10 – 20	> 20
10 – 20 21 – 30 31 – 40 41 – 50 51 – 60 61 – 70 71 – 80 81 – 90 > 90	0.8 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0	0.5 0.7 0.9 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0	0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

 

Расход поступающего в реку загрязняющего вещества оп­ределятся по формуле:

, (8)

где W – обьем АХОВ, поступившего в реку, м³; t ₀ – продолжительность поступления АХОВ в реку, ч; Y – безразмерный коэффициент, учитывающий испарение АХОВ в начальный период развития аварии (используется только для АХОВ, кипящих ниже 0 °С, в остальных случаях принимается равным единице). Ориентировочные значения коэффициента Y приведены в прил. 5.

Расчет безразмерного коэффициента θ, учитывающего продольную дисперсию загрязняющего вещества в водотоке, произво­дится по формулам:

; (9)

, (10)

где Z – безразмерный параметр, определяемый по соотношению:

, (11)

где D – коэффициент продольной дисперсии, м²/с. Коэффициент продольной дисперсии D, зависящий от морфометрических и гидравлических параметров расчетного участка, оп­ределяется следующим образом:

а) рассчитывается коэффициент продольной дисперсии D_n, приведенный к средней скорости течения реки, равной 1 м/с:

1) для открытого водотока (свободного ото льда): по прил. 1 определяется численное значение коэффициента шероховатости n _ш рас­четного участка; затем, исходя из заданного значения средней глубины Н расчетного участка, по прил. 3 находится числен­ное значение коэффициента продольной дисперсии, приведенное к средней скорости течения реки, равной 1 м/с;

2) для водотока в условиях ледостава: по прил. 2 определя­ется значение коэффициента шероховатости нижней поверхности льда (n _л), в зависимости от которого также находится приведенное значение коэффициен­та для скорости течения реки, равной 1 м/с (прил. 4).

б) рассчитывается коэффициент продольной дисперсии D для за­данной скорости течения реки, для этого найденное из приложения, табл. 13 или табл. 15 приведенное значение коэффициента продольной дисперсии D_n умножается на численное значение фактической средней скорости V течения на расчетном участке:

(12)

Коэффициент неконсервативности загрязняющего вещества ε определяется по формуле:

, (13)

где К – суммарный коэффициент скорости самоочищения загрязняющего вещества (1/сут). Численные значения коэффициента К для некоторых АХОВ приведены в прил. 6; t _д – определенное по формуле (2) время добегания речной воды от места аварии до заданного створа, ч.

Для консервативных, а при отсутствии данных о скорости само­очищения и для неконсервативных веществ ε = 1.