Геоэкологическое условие водоотведения г. Муравленко

Поток вначале тяготеет к правому южному берегу, постепенно смещаясь к центру ложбины.  В 300 м ниже  выпуска поток течет широким руслом шириной до 8 м с глубинами в среднем 0,15 м, дно торфянистое, покрытое песком. К открытому руслу подступают сплавины, перекрывающие топяные участки (Приложение 2, рис. 2.1 и 2.2). Участок вдоль берегов русла труднопроходим, изобилует  окнами. Растекание по ширине ограничено справа суходолом поросшим лесом, слева болотной грядой, возвышающейся почти на 1 м.

Расход воды в данном створе в момент обследования (июнь 2009) составлял      0,081 м³/сек.

Ниже по течению гряда слева понижается и, вероятно, на этом участке зимой образуются наледи с переводом части стока в загрядовое пространство.  Транзитный поток рассредоточивается и исчезает с дневной поверхности под сплавинами. На участке около 150 м вплоть до пересечения с линией ЛЭП поток проходит внутризалежно по топи, прослеживается по цепочке наполненных водой ям и по более густой осоке.  Возникновение дрен, по-видимому, связано с замерзанием поверхности болота зимой и выработкой теплыми водами в разжиженном незамерзшем торфе спрямляющих коридоров. Наличие таких дрен в органическом торфе при отсутствии кислорода существенно снижает эффективность доочистки, на данных участках, наоборот, происходит частичное ухудшение качественных характеристик.

В районе ЛЭП (600 м ниже выпуска) поток выныривает из-под торфа (Приложение 2, рис. 2.3),  ширина его сокращается до 1 м при общем увеличении глубин. Возможно, увеличение дренированности территории при возникновении постоянного водотока привело к осушению малых озер. На этом участке к потоку примыкают два ручья, формируемых сезонной верховодкой, что подтверждается анализом качественного состава.

После пересечения линии ЛЭП усиливается врезанность лога и увеличивается концентрация воды в русле. С этого места поток строго проходит по тальвегу лога (Приложение 2, рис. 2.4). Но и здесь отмечаются участки по 50-80 м, где поток скрывается во внутризалежных дренах (Приложение 2, рис. 2.5).

После пересечения насыпи лесной дороги к карьеру на болоте преобладает микроландшафт, характерный для кочкарных олиготрофных болот. Суходолы  подступают вплотную к руслу (Приложение 2, рис. 2.6). Леса в заболоченных понижениях представлены березой и ивой, по высоким террасам преобладают смешанные леса с высоким участием сосны сибирской.

Через 1,3 км транзитный поток достигает р. Текуше-Яха в районе поста Дорожно-патрульной службы. Водность транзитного потока составляет 0,087 м³/с, в то время как собственный сток р. Текуше-Яха  был равен 0,022 м³/с.

ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1. Содержание загрязняющих веществ в сточных водах

Для оценки качества работы очистных КОС г. Муравленко были изучены протоколы анализа проб ведомственной лаборатории МУП «МКС» за 2006-2009 гг.   (май-октябрь) и составлено графическое представление этих данных.

Химические анализы сточных вод выполняются в ведомственной лаборатории МУП «МКС». Контрольные отборы проб на химанализ, а также бактериологический анализ производятся местным центром государственного санитарно-эпидемиологического надзора (ЦГСЭН) (Приложение 3, таб.3.1).

Анализ данных показал, что за весь рассматриваемый период концентрация азота нитритного, азота нитратного, хлоридов и синтетических поверхностно-активных веществ не превышала ПДК. Тем не менее, концентрация этих веществ в сточных водах была выше, чем фоновые показатели в р. Текуше-Яха (Приложение 4, рис. 4.3 4.4. 4.6, 4.8).

Концентрация азота аммонийного в сточных водах превышает ПДК за весь анализируемый период (Приложение 4, рис. 4.2). Следует отметить, что концентрация этого вещества периодически превышает ПДК и в речной воде, что связано с природными особенностями изучаемого региона и характерно для болотных рек. Аммонийный азот, поступающий в составе сточных вод, присутствует в концентрациях, многократно превышающих потребность активного ила, находящегося  в аэротенках. Вследствие того, что рост активного ила ограничен, денитрификация идет с очень низкой эффективностью.

Концентрация фосфатов в сточной воде выше ПДК за весь период наблюдения (Приложение 4, рис. 4.5). Высокое содержание фосфора указывает на недостаток действующей технологии очистки по этому компоненту и необходимости создания дополнительных мощностей для утилизации фосфора (биопруды и т.п.).

Биологическое потребление кислорода за анализируемый период превышает ПДК, что связано с недостаточной очисткой сточных вод от органических примесей (Приложение 4, рис. 4.1).

Концентрация нефтепродуктов в сточных водах также превышает ПДК. Это связано с неотлаженностью технологии очистки сточных вод по данному компоненту (Приложение 4, рис. 4.7).

Эффективность работы  очистных сооружений по многим показателям весьма высока, но в целом не достигает проектных показателей по основным ингредиентам. В связи с этим можно сделать выводы, что категория сточных вод – недостаточно очищенные. Скорее всего, это связано с незавершенностью пуско-наладочных работ, отклонениями при строительстве, а также несовершенством проекта.

3.2. Расчет снижения концентраций загрязняющих веществ за счет самоочищающей способности болотного массива

Сброс недостаточно-очищенных хозяйственно-бытовых промышленных и ливневых сточных вод производится на болото без названия с последующим поступлением в р.Текуше-Яха. Сточные воды непосредственного влияния на качество воды реки-водоприемника не оказывают. Степень их реального воздействия на качество воды в реке зависит от самоочищающей способности болота. Коэффициенты самоочищающей способности (Кс) получены в результате эпизодических  натурных наблюдений, проведенных МУП «МКС» и ФГУП РосНИИВХ в 2008 и 2009 гг (Приложение 5, таб. 5.1).

Коэффициенты определялись как отношение начальной концентрации на оголовке коллектора к концентрации вещества в районе устья ручья перед впадением в р. Текуше-Яха после прохождения всего болотного участка.

Результат расчета снижения концентраций загрязняющих веществ после прохождения через болотный участок приведен в таблице 1.

Таблица 1

Оценка самоочищающей способности безымянного  транзитного болота по результатам натурных наблюдений.

При прохождении болотного массива самоочищающая способность болота не влияет на концентрацию содержащегося в сточных водах  азота нитритного, т.к  коэффициент самоочищения меньше единицы. Для взвешенных веществ коэффициент самоочищения также не учитывается по причине того, что болотный массив сам является источником иловых частиц, вымываемых транзитным потоком сточных вод.

Анализ полученных результатов показал, что определенное самоочищение на болоте есть, но его значения весьма невелики.

Самый большой коэффициент самоочищения для азота нитратного, т.к. он является основным поставщиком азота для болотной растительности и обладает высокой химической подвижностью в торфяной залежи. Самый небольшой – для азота аммиачного потому, что в отличие от азота нитратного, его химическая подвижность намного ниже.

Биологическое потребление кислорода полное, уменьшается в 2 раза, что связано с присутствием дополнительной аэрацией, а также с разбавлением сточных вод болотными.

3.3. Расчет кратности разбавления загрязняющих веществ в р. Текуше-Яха

Условия сброса сточных вод в водоток определяются с учетом степени  возможного смешения и разбавления сточных вод с водой реки на пути от места выпуска сточных вод до расчетного (контрольного) створа. Степень полного разбавления выражается  величиной кратности "n".

В гидрологическом отношении р. Текуше-Яха не изучена, поэтому определение лимитирующих расходов воды выполнено  методом подбора реки-аналога.

Приближенный минимальный среднемесячный расход воды 80 % обеспеченности р. Текуше-Яха в расчетном створе определялся по формуле рекомендуемой СНиП 2.01.14- 83:

Q80% = 0,001*a*(F+f0)n       (1)

где a, f0,n – региональные параметры,

F – площадь водосбора до расчетного створа, км²

Q80% =  0,001* 1,95*(9,5 +0) 0,98 = 0,0183 м²/сек.

Для перехода к минимальному расходу обеспеченности 95 % используется переходный коэффициент , равный для данного региона 0,8. Соответственно расчетный минимальный месячный расход 95 % обеспеченности для р. Текуше-Яхи в створе поступления сточных вод МУП «МКС» равен:

Q95% =  95%* Q80% (2),

Q95%  = 0,8*0,183 = 0,0146 м3/сек  0,015 м³/сек

Данному расходу соответствуют следующие морфометрические параметры: средняя глубина 0,1 м, средняя ширина 1,5 м при средней скорости потока 0,1 м/сек. В зимних условиях река в основном перемерзает, сохраняется преимущественно подрусловой поток (Рабочий проект, 2009).

Соотношение между расчетным расходом водотока и сточных вод не входит в рамки неравенства

0,0025 < q/ Q95% < 0,1,

где q – расход сточных вод − 0,188 м3/с,

Q95% − расход реки 95 % обеспеченности;

для выпуска

q/Q =   0,188/0,015= 12,5,

что не позволяет использовать рекомендуемый метод Фролова-Родзиллера (ВНИИВО). В данном случае рекомендуется использовать методы, изложенные в книге Методические основы оценки и регламентирования антропогенного влияния на качество поверхностных вод под редакцией А.В. Караушева. Кратность разбавления рассчитывается по формуле:

(3),

где n - кратность общего разбавления сточных вод в водотоке;

Hср - средняя глубина − 0,05 м;

 - 3,14;

Vср - средняя скорость течения реки на данном участке − 0,1 м/с;

х - расстояние до контрольного створа − обычно контрольный створ находится на расстоянии 500 м ниже места спуска сточных вод;

q - расход сточных вод;

В - ширина реки ­− 1,5 м;

в - расстояние от берега до выпуска сточных вод − 0 (т.к. выпуск береговой);

erf - функция ошибок, определяемая по специальной таблице;

Re - число Рейнольдса

(4),

  где   - кинематический коэффициент вязкости, определяемый по таблицам, при t=0º С   = 1,78*10-6.

При замерзании водотока используется ппр, определяемое по формуле

ппр = пш* (1 +1,5 )0,67 (5),

 = пл /пш (6),

где  пш  - коэффициент шероховатости русла по М.Ф.Срибному; для рек и пойм весьма заросших со слабым  течением nш = 0,08; пл - коэффициент шероховатости нижней поверхности льда по Белоконю П.Н., принят равным 0,04.

 = 0,04 / 0,08  = 0,5;

ппр = 0,08 (1 + 0,51,5 )0,67= 0,098

С - коэффициент Шези, определяемый по формуле Н.Н. Павловского:

(7),

(8),

Y = 2,5*0,098-0,13-0,75*0,05*(0,098 -0,1)=0,61

W* - динамическая скорость, определяемая по формуле:

(9),

где g - ускорение силы тяжести, 9,81м/с2;

.

Ду - коэффициент дисперсии в поперечном сечении, определяемый по формуле

(10),

где R - гидравлический радиус, для зимних условий R  0,5, Hср  = 0,75 м;

Расчет кратности разбавления:

Кратность разбавления весьма незначительна и в условиях лимитирующего сезона качество воды в контрольном створе определяется качеством отводимых сточных вод.

3.4. Расчет концентрации загрязняющих веществ в контрольном створе

Расчет концентрации загрязняющих веществ в водотоке в контрольном створе производится с учетом разбавления сточных  вод  в  водотоке.