Файл: Проблемы охраны природных и использования сточных вод межведомственный сборник..pdf

В. И. ПОПРУГА

(ЦНИИ комплексного использования водных ресурсов)

МЕТОДИКА ВОДОХОЗЯЙСТВЕННОГО РАСЧЕТА НАКОПИТЕЛЕЙ СТОЧНЫХ ВОД МАЛОЙ КАНАЛИЗАЦИИ

/\/\ЛАЛЛАЛАЛЛАЛЛЛЛЛАЛАЛАЛАЛАЛААЛАЛЛЛЛАЛААЛ/'/'^>У'^\Л/>У\АЛАЛАЛЛАЛАЛЛАЛААА

С точки зрения охраны водотоков от загрязнения, а также для получения оросительной воды рационально использовать очищенные сточные воды для орошения сельскохозяйственных угодий, но в таких количествах. v чтобы стоки расходовались только на испарение с по­ верхности почвы и транспирацию [5].

Основными сооружениями при этом будут накопите­ ли, аккумулирующие стоки во внеоросительный период, осуществляющие их доочистку и обеспечивающие воз­

водохозяйственных расчетов накопителей, являющихся не только мерой по охране рек и водоемов от загрязне­ ния, но и источником оросительной воды. Такие расчеты должны отражать как процессы самоочищения в накопи­ теле, качество вод в приемнике стоков, так и удовлетво­ рение условий оптимального увлажнения почвы.

Решение этой задачи может быть основано на увязке противоречивых требований охраны водотока от за­ грязнения, в интересах которого целесообразно произво­ дить максимальное опорожнение накопителя в период половодья, и удовлетворения нужд в оросительной воде, для чего максимальный объем накопленных вод щелесо­ образно сохранять к началу оросительного периода. Эта задача могла решаться оптимально при наличии воз­ можности составления долгосрочного прогноза естествен­ ной увлажненности почвы. В настоящее время надеж­ ных методов составления таких прогнозов нет. Поэтому возникает необходимость составления такого режима сработки емкости накопителя, чтобы удовлетворить обо-

84

им указанным требованиям. (Разработка методики про­ изводится на примере сельского населенного пункта. Сточные воды населенных .пунктов этой 'категории, как и малых городов, могут подвергаться очистке на различ­ ных сооружениях: биофильтрах, окислительных каналах, аэротенках с продленной аэрацией. В данной работе рассмотрен простой метод очистки в биологических пру­ дах).

Рассмотрим методики определения основных параметров такого накопителя. Исходными данными являются:

1)расход биологически очищенных сточных вод (qca,

мя/сек)]

2)стоковые характеристики реки—источника ороситель­

ной воды и приемника сточных вод (данные расходов за период наличия данных о режиме орошения);

3) многолетний режим орошения трав дождеванием (см. таблицу, составленную на основании данных [3]), характеризующий продолжительность оросительного периода и распределение поливов (для периода с имею­ щимися данными метеорологических наблюдений); рас­ сматриваются методологические вопросы, прерывность ряда, представленного в таблице, в расчет не принята;

4)забор воды из реки на другие нужды (в данном случае не предусмотрен и регулирование стока реки не производится);

5)расчетная обеспеченность орошения (в данном

случае принята Р-90% по речному стоку);

6)испарение и фильтрация (в данном случае не уч­ тены, так как статья имеет методологическое значение);

7)температура воды в накопителе и коэффициенты самоочищения (по аналогии с температурой воды близ расположенного озера, а коэффициенты самоочищения

по [6]); 8) качество сточных вод.

В результате расчета должны быть определены: 1) емкость накопителя;

2) максимально возможный отбор воды из реки на орошение в расчетные годы при компенсирующей роли накопителя;

3)площадь орошения;

4)диспетчерский график работы накопителя. Полезный объем накопителя годового регулирования

при максимальном использовании стоков для орошения

85

Режим полива пастбищ за многолетний период, м 3/га

определяется расходом сточных вод и продолжительно­ стью внеоросительного периода:

где Уплз. «ак— полезный объем накопителя, м3; qcв— рас­ ход сточных вод, м3/сек; Тш. 0 — длительность аккумули­ рования, равная продолжительности внеоросительного периода, декады.

В конце оросительного периода в накопителе может ухудшиться качество сточных вод. Это Может произой­ ти к концу сработки стоков, когда на орошение будут забираться сточные воды—практически напрямую после очистки, ие подвергавшиеся самоочищению и смешению с более чистыми водами накопителя.

8 6

Избежать этого, как показали расчеты, можно, оставив в накопителе мертвый объем, равный двухдекадному объ­

где Кплп. паи — 'полный объем сточных вод в накопителе с учетом мертвого объема, м3; Ум. нак — мертвый объем накопителя, предусмотренный для онижения загрязне­ ний поступающего стока за счет разбавления, мг.

Экономически выгодные размеры накопителя могут быть определены но зависимостям и таблице, предло­ женным в работах [6, 7].

При определении площади орошения аккумулируе­ мым стоком могут быть два случая:

1)использование только сточных вод;

2)использование сточных вод совместно с речным

стоком.

В первом случае площадь орошения определяется по

в соответствии с тем количеством воды, которое может быть изъято из реки при компенсирующей роли нако­ пителя.

Сток, изымаемый из реки, определяется исходя не из расчетного минимального, а из среднего за период оро­ шения. Из табл. 1 видно, что для рассматриваемого слу­ чая (южная часть Белоруссии) период орошения со­ ставляет одиннадцать декад (третья декада м а я —' пер­ вая декада сентября). Однако случаи необходимости орошения в третьей декаде мая и в первой декаде сен­ тября очень редки, выходят за пределы расчетной обес­ печенности

87

и продолжительность периода орошения следует считать равной девяти декадам июня — августа.

Однако даже максимально встречаемое количество поливов несколько ниже общего количества декад оро­ сительного периода. В данном случае максимально на­ блюдаемое количество поливов (семь) выходит за пре­ делы расчетной обеспеченности. В качестве расчетного следует принять шесть поливов, поэтому в течение трех декад речная вода для орошения ;не будет использована. Наиболее 'значительными окажутся потери речного сто­ ка, когда эти три декады оказываются в начале орошае­ мого периода, наиболее многоводного (в соответствии с внутригодовым распределением стока). В связи с этим расчет следует (вести на речной сток, используемый для орошения в течение наиболее маловодных (обычно по­ следних) шести декад орошаемого периода года расчет­ ной обеспеченности.

Исходя из требований охраны природы, в водотоке должен быть оставлен минимально допустимый расход не менее 0,75 Qmm. мес. 95 [2]. Кроме того, следует учесть, что орошение дождеванием в ночное время, оче­ видно, производиться не будет, предполагается двух­ сменная работа. Тогда сток, отбираемый из реки на оро­

шение, составит

П

где W^p.p.— объем воды, отбираемый из реки на орошение,

мальный месячный расход в году 95%-ной обеспеченности,

м3/сек.

Площадь, орошаемая совместно речными и сточными водами, определяется из выражения

Эксплуатационный режим накопителя устанавлива­ ется таким образом, чтобы при заданных параметрах

88

т. е. в первую очередь назначается максимально возмож­ ная сработка накопителя, а нехватка восполняется реч­ ной водой. Суммарный забор воды для орошения из реки

инакопителя за декаду является величиной постоянной

иопределяется нормой полива, отнесенной к площади

орошения.

Кроме указанных условий, во влажные годы При не­ обходимости опорожнения накопителя в реку в ней должны соблюдаться санитарные условия.

В практике эксплуатации водохранилищ для, об­ легчения получения как можно большего эффекта рабо­ ты применяются диспетчерские графики [1, 4].

Рассмотрим применение подобных графиков для управления работой накопителя. Примем построение диспетчерских графиков в координатах время (ось аб­

более удобной.

Фиксированными фазами на* шкале времени будут даты начала расчетного периода орошения (1.VI) и окончания его^ (31. V III). Внеороеительный промежуток времени между этими датами является периодом запол­

нения еМКОСТИ ДО Упол. пак-

Основными элементами диспетчерских графиков во­ дохранилищ являются противоперебоиная (верхняя и нижняя) и противосбросная линии, 'ограничивающие зоны нормальной и урезанной отдач.

Специфика работы накопителя состоит в том, что, вопервых, заполнение емкости происходит практически при постоянном расходе и, как правило, гарантировано, вовторых, величина сбросных расходов определяется либо потребностью в поливе, либо требованиями соблюдения

89