Розрахунок максимальної нестачі кисню при органічному забрудненні р. Сіверський Донець - Курсовая работа

Серед розчинних речовин, що потрапляють в океан із суші, велике значення для мешканців водного середовища мають не тільки мінеральні, біогенні елементи, але й органічні залишки. Осідаючи, суспензії заливають дно і затримують розвиток або зовсім припиняють життєдіяльність мікроорганізмів, які беруть участь у процесі самоочищення вод. При гнитті цих осадів можуть утворюватися шкідливі сполуки й отруйні речовини, такі як сірководень, що призводять до забруднення усієї води в ріці. Шкідливий вплив мають усі речовини, які так чи інакше сприяють зниженню вмісту кисню у воді. Поверхнево-активні речовини - жири, олії, мастильні матеріали - утворюють на поверхні води плівку, яка перешкоджає газообміну між водою й атмосферою, що знижує ступінь насиченості води киснем.Українська частина басейну за своїми розмірами і впливом на стік є головною; її довжина становить 723 км, площа басейну - 54500 км2 (55 % повної площі водозбору). Серед місцевих жителів річку найчастіше називають просто Донець. В тій частині, де до річки притискується Донецький кряж, відмінності між правою та лівою частинами басейну стають більшими. На ділянці, де річка тяжіє до Донецького кряжу, вона має доволі значну висоту берегів - у межінь вона становить близько 5 м. Кліматичні характеристики басейну річки мають певні особливості, зумовлені розташуванням на сході держави.З основних даних про стік Сіверського Дінця випливає, що на в/п Лисичанськ середня багаторічна витрата води становить 104 м3/с (3,28 км2), при переході річки з території України у Росію (в/п Кружилівка) - 137 м3/с (4,32 км2). Максимальна середня річна витрата води на в/п Лисичанськ становила 261 м3/с, мінімальна - 22,5 м3/с. Фізико-географічні чинники, а також вплив господарювання зумовлюють певні особливості водності річки по її довжині. Що стосується ділянки річки між водопостами Єремівка - Райстародубівка, то в цьому випадку чинником, що зумовлює зменшення водності, є відбір у води у канал Сіверський Донець - Донбас. Зазначений факт насамперед зумовлений тим, що саме на цій ділянці в річку надходить вода з каналу Дніпро - Донбас.Гідрохімічний режим Сіверського Дінця визначається як природними характеристиками басейну, так і значним впливом господарської діяльності. Гідрохімічний режим Сіверського Дінця істотно залежить від впливу антропогенного фактору. Окрім скидів, на якість води в річці впливає ще ряд чинників, які важко піддаються кількісному обрахунку. Значне погіршення якості у Сіверському Дінці відбувається нижче впадіння Казенного Торця, а також нижче Лисичансько - Рубіжанського промвузла (тут також знаходиться м. Серед промислових підприємств, які знаходяться у Лисичанському, можна згадати завод «Лисичанська сода» (про її вплив на річку йшлося у третьому розділі), нафтопереробний завод «Линос», завод гумотехнічних виробів, два склозаводи.Основні показники водоспоживання з річки в межах України відповідно до даних Держводгоспу наведено у табл.1.2. Порівняння даних, наведених у табл.1.2, зі стоковими характеристиками Сіверського Дінця свідчить про те, що водоспоживання з річки в свій час було близьким до річкового стоку і лише в останні роки стало дещо меншим. Тільки 1997 р. у річку відведено 279 млн. м3 води [13]. Підпитка водойми здійснюється з Дінця; в річку ж відводиться вода під час «продувки» водойми. Одна із цілей його створення - поповнення стоку Сіверського Дінця у посушливі місяці року, коли природні витрати води в річці не в змозі покрити потреби каналу Сіверський Донець - Донбас.У випадках забруднення річкової води органічними відходами, розкладання відходів відбувається під дією бактерій, що використовують розчинений у воді кисень. Змінна D може збільшуватися згодом внаслідок окислювання відходів і зменшуватися внаслідок поглинання кисню поверхнею води: , (4) де перший член у правій частині рівняння характеризує процес окислювання відходів, а другий член аерацію; k2 є коефіцієнт аерації і вимірюється в одиницях з розмірністю 1/д. Спільне розвязання рівнянь (1,4) дає: , (6) де В - концентрація БСК і D0 - початкове зниження концентрації кисню в момент часу t=0. Максимальну нестачу кисню Dmakc можна визначити, дорівнюючи похідну величини D, заданої рівнянням (6), нулю: , (7) де В - біохімічна потреба кисню в потоці і D0 - зниження концентрації кисню, обумовлене наявністю джерел забруднення у верхній течії річки [2]. Розрахуємо значення максимальної нестачі кисню, враховуючи дані, які ми отримали: Почергово підставляючи значення В з таблиці 2.1 отримаємо наступні значення Dmakc: Табл. 2.2.

Зміст

Вступ

1 Обгрунтування вибраних параметрів

1.1 Загальна характеристика р. Сіверський Донець

1.2 Гідрологічний режим р. Сіверський Донець

1.3 Гідрохімічна характеристика р. Сіверський Донець

1.4 Водогосподарське використання р. Сіверський Донець

2 Розрахунок максимальної нестачі кисню при органічному забрудненні р. Сіверський Донець

2.1 Опис методу розрахунку

2.2 Моделювання залежності максимальної нестачі кисню від концентрації БСК5 та швидкості вітру

2.2.1 Похідні дані для моделювання залежності максимальної нестачі кисню від концентрації БСК5 та швидкості вітру

2.2.2 Розрахунки для моделювання залежності максимальної нестачі кисню від концентрації БСК5 та швидкості вітру

2.3 Прогнозування значення максимальної нестачі кисню в р. Сіверський Донець на найближчий час

Висновок

Список літератури

В ході цієї курсової роботи ми визначили, що однією з характеристик кисневого режиму водного обєкту є максимальна нестача кисню. Вона виражає різницю між рівноважною та фактичною концентрацією кисню.

Також ми визначили, що максимальна нестача кисню прямо пропорційно залежить від концентрації БСК та швидкості вітру. У звязку з тим, що показники БСК можуть змінюватись у діапазоні ширшому за зміни швидкості вітру, то й коливання показників максимальної нестачі кисню більше залежать амплітуди коливань концентрації БСК.

Завдяки розумінню чинників, які впливають на значення максимальної нестачі кисню, можна спрогнозувати його на найближчий час. Найбільш суттєвим чинником є концентрація БСК, яка в свою чергу відображає рівень органічних забруднень водного обєкту. Органічні забруднення виникають, в основному як викиди з промислових обєктів, підприємств, сільського господарства та побічних продуктів життєдіяльності населення. Якщо проаналізувати ці основні чинники, то можемо зробити висновки про те, як показник максимальної нестачі кисню буде змінюватись з часом. У нашому випадку рівень максимальної нестачі кисню на р.Сіверський Донець у 2010 р. неповинен перевищувати 7 мг/дм3.

Список літератури: 1. Бабич М.Я., Вишневський В.І. Водогосподарське використання великих річок України // Меліорація і водне госп-во. - 1996. - Вип.82. -С.65-76.

2. Бєлов В.В. Збірник до практичних робіт з дисципліни «Математичне моделювання гідроекологічних систем». - 2006. - 22с.

3. Вишневський В.І. Про зміни клімату і стоку річок в Україні // Меліорація і водне господарство. - 1996. Вип.83. - С.72-81

4. Вишневский В.И., Казимир И.И. Гидрохимические характеристики низовьев крупных рек Украины // Гидрохимические материалы. - 1994. - Т.113. - С.31-43.

5. Горєв Л.М., Пелешенко В.І., Хільчевський В.К. Гідрохімія Ураїни. -К.: Вища школа, 1995. -308 с.

6. Данилишин Б.М., Дорогунцов С.І., Міщенко В.С. і др. Природно - ресурсний потенціал сталого розвитку України. -К.: РВПС, 1999. -716 с.

7. Материалы по типизации рек Украинской ССР / Н.И.Дрозд. -К.: Изд-во АН УССР, 1953. -349 с.

8. Палиенко В.П. Новейшая геодинамика и ее отражение в рельефе Украины // К.: Наукова думка, 1992. -116 с.

9. Природа Украинской ССР. Моря и внутренние воды / Под ред. В.Д.Романенко. -К.: Наук. думка, 1987. -224 с.

10. Ресурсы поверхностных вод СССР. Т.6. Украина и Молдавия. Вып.3. Бассейн Северского Донца и реки Приазовья / Под ред. М.С.Каганера. -Л.: Гидрометеоиздат, 1967. -492 с.

11. Симов В.Г. Гидрология устьев рек Азовского моря. -М.: Гидрометеоиздат, 1989. -328 с.

12. Справочник по водным ресурсам СССР. Т.VIII. Украинская ССР. Ч.2 / Под ред. М.С.Каганер. -К.: Изд-во АН УССР, 1955. -657 с.

13. Хільчевський В.К. Водопостачання і водовідведення. Гідроекологічні аспекти. -К.: ВЦ «Київський університет», 1999. -319 с.

14. Юденич О.М. По річках України. -К. Радянська школа, 1968. -304 с.

15. Climatological Normals (CLINO) for the period 1961-1990. -Geneva, WMO. -№ 847, 1996. -768 p.