Характеристика потребителей поверхностных вод



Потребители

Показатели, характеризующие потребления

Место возврата сточных вод

Система водоснабжения

объем норма
1 2 3 4 5

Верхний бьеф

Городское коммунально-бытовое хозяйство Nr = l 40 тыс. чел. qг = 150 л/сут. чел. в. б. прямоточная
Сельское коммунально-бытовое хозяйство Nсвб = 5 тыс. чел.   qс = 100 л/сут. чел. »   »  
Животноводство Р1вб = 3 тыс. чел. qж1= 50 л/сут. гол. » »
Промышленность В1 =40 тыс. т/год В2=200 тыс. т/год В3=30 тыс. т/год q1 = 3000 м3/т q2 = 80 м3/т q3 = 4000 м3   »     »  
Орошение Fвб = 12 тыс. га М = 4300 м3/га в. б. прямоточная
Рекреация Nрвб = 1,5 тыс. чел. qр = 100 л/сут. чел. » »

Нижний бьеф

Сельское коммунально-бытовое хозяйство Nснб = 10 тыс. чел.   qс = 100 л/сут. чел. н. б. »  
Животноводство Р2нб = 200 тыс. чел. qж2 = 2,65 л/сут. гол. » »
Орошение Fнб = 7,4 тыс. га М = 4300 м3/га » »
Рекреация Nрнб = 0,4 тыс. чел. qр = 100 л/сут. чел » »

Попуски

ГЭС Э=70 тыс. МВтч Н=360-280=80 м    
Рыбохозяйственные по графику      
Воднотранспортные по графику      
Санитарные Qсан = 4 м3      

Расчет годового водохозяиственного баланса

Расчет приходной части годового ВХБ.

Приходная часть ВХБ подсчитывается по зависимости:

                          (4.1)

где - объем речного стока в i-том месяце с учетом потерь на испарение и фильтрацию; - объем возвратных (сточных) вод j-того водопотребителя, поступающие в верхний бьеф; n - число водопотребителей, сточные воды которых поступают в верхний бьеф.

Составляющие приходной части подсчитываются по зависимостям:

                                  (4.2)

                                           (4.3)

где - месячный расход расчетного гидрографа;  - число секунд в месяце;  - коэффициент потерь на испарение и фильтрацию; - объем потребления воды j-тым водопотребителем, сточные воды которого поступают в верхний бьеф; - коэффициент возврата сточных вод j-того водопотребителя.

Расчет приходной части годового ВХБ приводится в строке 1 табл. 6 «Расчет годового ВХБ».

Расчет расходной части годового ВХБ.

Расходная часть годового ВХБ подсчитывается по зависимости:

 (4.4),

где Wj - объем потребления воды j-тым водопотребителем, расположенным в верхнем бьефе;  - объем потребления воды j - ным водопотребителем, расположенным в нижнем бьефе; n и m - количество водопотребителей в верхнем и нижнем бьефах соответственно;  и  - объемы воды, необходимые для разбавления сточных вод, поступающих в верхний и нижний бьефы соответственно;  - объемы энергетических, рыбохозяйственных, воднотранопортньгх, сельскохозяйственных, санитарных попусков;  - отбор воды для подземного водоснабжения, гидравлически связанного с поверхностным.

 Расчет объемов водопотребления

а) городского коммунально-бытового хозяйства (КБХ):

                                        (4.5)

где  -годовой объем водопотребления городского КБХ, расположенного в верхнем бьефе;  - число жителей в городе; q Г - норма водопотребления в городском КБХ (все нормы даны в приложении 1);  - к. п. д. городских сетей водоснабжения;

б) сельского КБХ WС:

                                        (4.6)

где , - годовые объемы водопотребления сельских КБХ соответственно в верхнем и нижнем бьефах; , - количество жителей в селах, расположенных соответственно в верхнем и нижнем бьефах; q С - норма водопотребления в селах;  -к. п. д. сельских сетей водоснабжения;

в) животноводства W ж :

                                 (4.7)

где ,  - годовые объемы водопотребления животноводческих ферм, расположенных соответственно в верхнем и нижнем бьефах; , - количество голов скота j-того вида в верхнем и нижнем бьефах соответственно; n и m - количество видов животных на фермах в верхнем и нижнем бьефах;  - норма потребления воды животным j-того вида; - к. п. д. сетей водоснабжения в животноводстве; t = 365 (число суток в году);

г) рекреации Wp:

                                   (4.8)

где  - годовой объем водопотребления в рекреационных учреждениях, расположенных в верхнем бьефах; - количество отдыхающих в рекреационных учреждениях j-того вида, видов - норма водопотребления в рекреационном учреждении j-того типа; - к. п. д. сетей водоснабжения в рекреационных учреждениях;

д) промышленности Wnp:

                    (4.9)

где   - годовые объемы водопотребления промышленных предприятий j-того типа, расположенных в верхнем бьефе;    - годовые объемы промышленной продукции, выпускаемых на предприятиях j-того типа; - норма промышленного водопотребления на предприятии j-того типа;  - к. п. д. сетей водоснабжения в промышленности;

е) орошения Wop:

                                               (4.10)

где ,  - годовые объемы водопотребления для орошения земель, расположенных в верхнем и нижнем бьефах; , - площади орошаемых земель, сточные воды с которых возвращаются соответственно в верхний и нижний бьефы; М — оросительная норма;  - к. п. д. оросительной сети.

Месячные объемы водопотребления для всех участников ВХК, кроме орошения, считаются равномерными в течении года и определяются по зависимости:

                                              (4.11)

Расчет объемов воды, необходимых для разбавления сточных вод в нижнем бьефе

                             (4.12)

- годовой объем попусков в нижний бьеф, которые необходимы для разбавления сточных вод, поступающих в нижний бьеф; - коэффициент разбавления, который зависит от степени загрязнения сточных вод;  - коэффициент возврата сточных вод j-того водопотребителя; ,  - годовой объем водопотребления j-тым водопотребителем, расположенным соответственно в верхнем и нижнем бьефах. При расчете ВХБ месячные попуски  можно определить как:

                                              (4.13)

 Расчеты объемов попусков в нижний бьеф:

а) на нужды ГЭС:

                                          (4.14)

где  - годовой объем попусков на нужды ГЭС;  - месячный объем попусков на нужды ГЭС; - годовая выработка электроэнергии на ГЭС; Н - возможный напор на ГЭС, который определяется как разность уровней воды в верхнем и нижнем бьефах.

б) на рыбохозяйственные, воднотранспортные, сельскохозяйственные и санитарные попуски:

                                                 (4.15)

где  - месячный объем попусков j-того вида; Q - расход попусков j-того вида в i-том месяце; t - число секунд в месяце;

в) объемы попусков, необходимых для разбавления сточных вод, поступающих в нижний бьеф:

                              (4.16)

где  - месячный объем водопотребления j-тым водопотребителем в i-том месяце,  - коэффициент возврата сточных вод j- того водопотребителя, - коэффициент разбавления.

После определения месячных объемов попусков для каждого участника ВХК , в каждом месяце выбирается максимальный из них. В этом случае годовой объем попусков равен сумме объемов максимальных месячных попусков.

Объемы водопотребления из подземных источников можно определить по следующим формулам:

(4.17)

                        (4.18)

где - число сельских жителей в верхнем бьефе, использующих воду из подземных источников, гидравлически связанных с водохранилищем; - количество животных j-того вида на фермах, расположенных в верхнем бьефе, водоснабжение которых осуществляется из подземных источников; - объем воды, необходимый для разбавления сточных вод этих водопотребителей; остальные обозначения прежние.

Объемы расходной части по месяцам заносятся в строки 2 и 3 табл. 4.3 «Расчет годового ВХБ».

В строке 4 табл. 4.3 подсчитывается итог годового ВХБ по зависимости:

                       (4.19)

Пример расчета годового ВХБ

Расчет приходной части ВХБ

Расчет стока проводится в таблице 4.1 по зависимости (4.2).

 

 

Расчет стока с учетом потерь

Таблица 4.1

Месяц Q, м3 ωст , млн. м3 Wр
I 4,2 11,3
II 6,5 15,7
III 6,7 18,0
IV 14,9 38,6
V 26,6 71,3
VI 16,3 42,2
VII 13,9 37,3
VIII 10,8 28,9
IX 15,2 39,4
X 12,3 33,0
XI 13,2 34,2
XII 9,1 24,4

Год

394,3

Расчет проводится по зависимости (4.3).При этом принимается к = 0,95; t – число секунд в месяце. Расчет возвратных вод в верхний бьеф проводится по зависимости (4.3). Результаты расчета приходной части заносятся в строку 1 табл. 4.3.

Расчет расходной части ВХБ

Расчет проводится по зависимостям (4.4-4.16). Результаты расчетов заносятся в строку 2 табл. 4.3 «Расчет годового ВХБ».

При расчете коэффициенты возврата, разбавления и к.п.д. систем водоснабжения приняты по таблице 11 приложения.

Поскольку необходимо определить сумму максимальных попусков по месяцам, проводится расчет месячных попусков. Результаты расчетов сведены в таблицу 4.2.

Расчет месячных попусков воды в нижний бьеф, млн. м3

Таблица 4.2

Мес. ГЭС Рыбо - хоз . Водно - транс. Санит . Разб . ст. воды max ωпоп1 max ωпоп2 max ωпоп3 max ωпоп3
I 31,5 0 0 10,5 0,39 31,5 10,5 10,5 10,5
II 31,5 0 0 10,5 0,39 31,5 10,5 10,5 10,5
III 31,5 0 0 10,5 0,39 31,5 10,5 10,5 10,5
IV 31,5 26,3 21,0 10,5 9,19 31,5 26,3 26,3 10,5
V 31,5 21,0 21,0 10,5 9,39 31,5 21,0 21,0 10,5
VI 31,5 0 21,0 10,5 9,49 31,5 21,0 10,5 10,5
VII 31,5 0 26,3 10,5 9,89 31,5 26,3 10,5 10,5
VIII 31,5 0 26,3 10,5 9,89 31,5 26,3 10,5 10,5
IX 31,5 0 26,3 10,5 9,39 31,5 21,0 10,5 10,5
X 31,5 0 0 10,5 0,39 31,5 10,5 10,5 10,5
XI 31,5 0 0 10,5 0,39 31,5 I0,5 10,5 10,5
XII 31,5 0 0 10,5 0,39 31,5 10,5 10,5 10,5
Год 378,0 47,3 36,0 126,0 59,3 378,0 204,9 152,3 126,0

Таким образом, из 7 графы таблицы видно, что максимальные месячные и годовой объемы попусков на нужды ГЭС составляют max[WГЭС,Wpx, WВT,Wсан, ] 31,5 и 378 млн. м3

Эти величины заносятся в строку 2 таблицы 4.3.

Водоснабжение из подземных источников, гидравлически связанных с поверхностными, не производится.

В результате расчетов (строка 1 – строка 2 – строка 3 = строка 4) определяется годовой ВХБ:  

Wприл - Wрасх = W

670,2 млн. м3 – 855,5 млн. м3 = - 185,3 млн. м3


Таблица 4.3

Водохозяйственный баланс, млн.м3

Статьи баланса

Месяцы

Итого за год
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII  
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
1. Располагаемые водные ресурсы,  в т.ч. 1.1.поверхностный сток 1.2.подземные воды 33,3   11,3 0 37,7   15,7 0 40,0   18,0 0 62,5   38,6 0 95,3   71,3 0 66,2   42,2 0 61,4   37,3 0 53,0   28,9 0 63,2   39,4 0 55,0   33,0 0 56,2   34,2 0 46,4   24,4 0 670,2   394,3 0
1.3.Возвратные воды, в т.ч. 22,0 22,0 22,0 23,9 24,0 24,0 24,1 24,1 23,8 22.0 22,0 22,0 275,9
КБХ города 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 7,7
КБХ сельское(ВБ) 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 0,1
Животноводство(ВБ) 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 0,1
Промышленность 21,3 21,3 21,3 21,3 21,3 21,3 21,3 21,3 21,3 21,3 21,3 21,3 256,0
Орошение (ВБ) - - - 1,86 1,92 1,95 2,03 2,03 1,81 - - - 11,6
рекреация 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,16
2. Потребление воды участниками ВКХ, в т.ч.   56,12   56,12   56,12   75,82   76,42   76,72   77,52   77,52   75,52   56,12   56,12   56,12   796,2
КБХ города 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 9,6
КБХ сельское 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,8
Животноводство 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,4
Орошение (ВБ) - - - 12,4 12,8 13,0 13,5 13,5 12,2 - - - 77,4
Орошение (НБ) - - - 7,3 7,5 7,6 7,9 7,9 7,2 - - - 45,4
рекреация 0,017 0,017 0,017 0,017 0,017 0,017 0,017 0,017 0,017 0,017 0,017 0,017 0,2
Промышленность 23,7 23,7 23,7 23,7 23,7 23,7 23,7 23,7 23,7 23,7 23,7 23,7 284,4
попуски 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 378,0
3.Разбавление сточных вод, в т.ч. 0,39 0,39 0,39 9,19 9,39 9,49 9,89 9,89 8,99 0,39 0,39 0,39 59,3
КБХ сельское (НБ) 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 1,5
Животноводство (НБ) 0,26 0,26 0,26 0,26 0,26 0,26 0,26 0,26 0,26 0,26 0,26 0,26 3,2
Орошение (НБ) - - - 8,8 9,0 9,1 9,5 9,5 8,6 - - - 54,5
Итого по п.п 2+3   56,51 56,51 56,51 85,01 85,81 86,21 87,01 87,01 84,51 56,51 56,51 56,51 855,5
4. Баланс (1-2-3) -23,21 -18,81 -16,51 -22,51 +9,49 -20,02 -25,61 -31,98 -21,31 -1,51 -0,31 -10,11 -185,3

Методы увязки годового ВХБ

Увязка годового водохозяйственного баланса проводится в том случае, если W < 0. Составляется таблица 4.4, аналогичная таблице 4.3, куда вносятся необходимые изменения.

При увязке годового ВХБ применяются различные методы:

1 метод. Введение оборотного водоснабжения в промышленном водоснабжении.

При введении оборотного водоснабжения в промышленности коэффициент возврата Кв = 0. Следовательно, WВ пр =0 и WРАЗБ пр = 0.

Объем потребления свежей воды в промышленности в этом случае равен объему суммы потерь и поэтому объем потребления воды в промышленности сокращается и равняется 0,2 Wnp, где Wnp - объем промышленного водопотребления при прямоточном водоснабжении.

Соответствующие изменения вносятся в табл. 4.4.

2 метод. Введение повторного водоснабжения для участников ВХК.

Повторное водоснабжение заключается в использовании коммунальных и животноводческих стоков для орошения.

При этом необходимо сопоставить объем воды, необходимый для орошения на ЗПО (земледельческих полях орошения) с объемом разбавленных коммунальных (городских) и животноводческих стоков.

Если имеется определенная площадь, подготовленная для орошения разбавленными сточными водами FЗПО, то объем воды, необходимый для орошения равен:

                                           (4.20)

Если > ( + ), то весь объем стоков, поступающих в верхний бьеф от городского коммунально-бытового хозяйства и животноводческих ферм, разбавленный в необходимой пропорции, может быть использован для ЗПО.

Тогда  Соответствующие изменения вносятся в табл.4.4.

Если < ( + ), но > , то необходимо использовать на ЗПО все разбавленные животноводческие стоки и часть .

Тогда в верхний бьеф поступают городские сточные воды в количестве:

,             (4.21)

а объем воды, необходимый для их разбавления, будет равен:

= · .

 

Если же < , то имеет смысл увеличить  для того, чтобы все животноводческие стоки использовались для орошения приферменных пастбищ. Тогда:

,                                (4.22)

Тогда городские сточные воды будут полностью поступать в верхний бьеф. Следовательно,

= 0;  = 0

 

3 метод. Уменьшение непроизводительных потерь воды.

Так как объемы безвозвратного потребления в орошении наибольшие, а к. п. д. оросительных систем – наименьший, следует заменить оросительную систему с малым к.п.д. на более прогрессивную ( табл. 12 Приложения 1).

Тогда

,                                   (4.23)

4 метод. Ограничение водопотребления.

Уменьшение водопотребления допустимо не для всех водопотребителей. Для таких участников ВХК как КБХ, животноводство, рекреация, санитарные попуски. ограничение водопотребления не допускается. Целесообразно уменьшить водопотребление на нужды гидроэнергетики, водного транспорта или рыбного хозяйства в низовьях рек, для чего необходимо внести соответствующие изменения в объем максимальных годовых попусков. Однако ограничение их ниже санитарных недопустимо.

При ограничении водопотребления на нужды орошения можно либо уменьшить площадь орошаемых земель, либо оросительную норму. Последнее предпочтительнее, так как изменение оросительной нормы вдвое уменьшает урожаи лишь на 20%.

При изменении объема водопотребления на орошение необходимо внести соответствующие изменения и в объемы воды, необходимые для их разбавления.

Новые объемы водопотребления, возвратных вод и вод, необходимых для разбавления, вносятся в табл.4.4.

Если в результате последовательного применения методов управления ∆W>0, увязку годового ВХБ можно считать законченной.


Дата добавления: 2018-09-20; просмотров: 67;