CC BY
36
servations of phytoplankton variability during an upwelling event. Cont. Shelf. 1985. - Res.4. 66 \-679.
3. Bratkovich jV. The use of plankton organism distribution as in indicator of physical variability in Marine environment // Ocean physics group center For Earth Sciences university of Southern California. Los Angels. CA 9000089 - 7041. - March 1987.
4. Houghton and Marra. Physical /biological structure and exchange carouse the thermo-cline shelf / slope front in the New York Bight // Jour. Geophys. 1983. - Res. 88. - P. 4467-4481.
5. Ландау Л-Д., Лнфшиц E.M. Гидродинамика. - М.: Наука, 1988. -376 с.
6. Кузьмина Т.В. Изотропная турбулентность. как пример степенного распределения. - Вестник ЧитГТУ 1999. — Вып. 12. - С.
7. Трубников Б.А. Закон распределения конкурентов // Природа, 1993. -№11. — С. 3-13.
8. Winaht C.D. Dowhwelling over the southern California shelf. // Jour.Phys. ocean. 1980. -№10.-P. 791-799.
9. Hutchinson G.E. A Treatise on Limnology. io\u\tviui Sons. -1 .ondon. 1957. — 1015 p.
10. Steele J.H. The Structure ot' Marine Eco systems. Harvard Univ. Press, Cambridge, Massachusetts, 1976,- 128 p.
ОСОБЕННОСТИ ГИДРОХИМИЧЕСКОГО БАЛАНСА ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ПО ДЛИНЕ ВОДОТОКА
11. Houghton and Marra. Physical /biological structure and exchange carouse the thcrmocline shelf/slope front in the New York Bight. I/ Jour. Geophys. 1983. - Res. 88. — P. 4461-44*1.
12. Dickey T.D. and Simpson JJ. The influence of optical water type on the diurnal response of the upper ccean. 1983. - Tellus 35 B.-P. 142-154.
13. Schuette G. and Schrader H. Diatoms in surface sediments: a reflection of Coastal up-welling. In F.A. Richards, Ed. Coastal upwelling, American Goophysical union, Washington, 19S0. - P. 372-3 SO.
14. Bendut J.S. and Pierson A.G. Random Data: Analysis and Measurement Procedures. Wileg - interscience, New York, 1980. - 407 p.
15. Снвинов M.C., Иванченко. Сезонные изменения фитопланктона сообщества в прибрежных апвеллингах северной половины Индийского океана: Тез. док. III съезда советских океанологов. Секция Биология океана. - Я 3. - Л., 1987. - С. 73-75.
16. Millard S-Р., Vearsley J.R. and letten-maier D.P. Space-Time Correlation and Yts Effect on Methods for Detecting Aguatic Ecjloyicul Change.// J. Pish. Agviat. Sci. 1985. -V^\. 4/1- P.1391-1400.
УДК 556.1
Н.М. Шарапов, к. техн. н., доцент каф. «Водное хозяйство и инженерная экология», ЧитГУ Н.П. Турушев, ассистент каф. «Водное хозяйство и инженерная экология», ЧитГУ
Научные интересы: комплексное использование. охрана и восстановление зодных ресурсов
В статье представлен вариант составления гидрохимического баланса загрязняющих
hysical use the .v York 8. - P.
i influ-nal re-Hus 35
oms in tal up-ipweil-ishing-
andom sdures. •7 p. онные тва в элови-съезда >логия
letten-id Yts igualic 1985.
IK 556.1 <H. H.,
:твои
•1итГУ
стент ;тво и •ЫтГУ
пользо-<ых ре-
1ЮЩИХ
зеществ по длине водотока с учетом как их поступления с водосбора, так и ассимилирующей способности водного объе<та, а так же рассмотрена задача трансформации загрязняющих веществ по длине реки. Уделено внимание самоочищению водного объекта, которое происходит одновременно с поступлением загрязняющих веществ с водосбора ■
THE FEATURES OF HYDROCHEMICAL 3ALANCE POLLUTING SUBSTANCES ALONG A WATER OBJECT
In clause the variant o; drawing up of hydrochemical balance of polluting substances along a water object with the account both their receipt with the territory of fo'mation of waters is submitted, and assimilating ability of water object, and as the task of transformation of polluting substances along a nver is considered. The attention a self-restoration of water object is given which occurs simultaneously to receipt uf polluting substances with the territory of formation of waters ■
П
*
ри решении задачи трансформации загрязняющих веществ по длине реки необходимо учитывать как их поступление с водосбора, так и ассимилирующую способность водного объекта.
Эта задача решается на основании гидрохимического баланса.
Как известно, с увеличением расхода воды концентрация загрязняющих веществ ъ иодотокс уменьшается, в то время как их массовый расход практически не изменяется. Таким образом, при расчете трансформации загрязняющих веществ удобнее использовать массовый расход вместо концентрации.
Массовый приток загрязняющих веществ в воды участка реки складывается из следующих составляющих: фон участка (масса загрязняющих веществ, поступающая через начальный створ), сосредоточенный и диффузионный массовый приток загрязняющих веществ по длине участка.
Будем рассматривать стационарный процесс, т.е. концентрации исследуемых загрязняющих веществ и расходы воды (а, значит, и средние скорости течения) в выбранных створах и прито-
ках не изменяются во времени. Кроме того, вещества консервативные, т.е. не взаимодействуют друг с другом.
В первом приближении составим гидрохимический баланс для каждой составляющей в отдельности, так как при этом исключается влияние разбавления. Для чего рассмотрим схему реки и ее водосбора, как это показано на рис. 1. На рис. 1 приняты следующие обозначения: C¡q , Oq ; C¡T, Oz — соответственно концентрация (мг!м*) i-oro загрязняющего вещества и расход воды
(л/3/с) б фоновом (стационарном) и произвольном створах участка реки; ад- то же самое, в у-том сосредоточенном притоке, впадающем в реку;
О), q - концентрация i-ovo загрязняющего вещества (мг/л/3) и удельный диффузионный приток (м* /{с • м)) в пределах рассматриваемого участка реки; х - длина участка: Xj - расстояние от/-ого сосредоточенного сброса до замыкающего с твора исследуемого участка.
Рис.1
Рис. 1. Участок реки и ее водосбор
С учетом принятых допущений в уравнение гидрохимического баланса войдут следующие составляющие:
1) массовый расход (М10) в фоновом створе (^о) и в сосредоточенном притоке (Му), численные значения которых рассчитываются по формуле
М,=Сгй; (1)
2) массовый расход диффузионного притока, численное значение которого с учетом принятого допущения зависит только от длины участке и рассчитывается по формуле
Мш = С,с -С]-X. (2)
Кроме того, известно, что массовый расход вещества изменяется по длине реки за счет самоочищения. Для учета самоочищения реки воспользуемся формулой [ 1]
С,=С0-(К (п + 1)-тУ* , (3)
где Сг - концентрация в произвольном (в т.ч. в конечном) створе участка; С0-концентрация п начальном [фоновом) створс участка; К - константа скорости
процесса; п -порядок процесса; г-время добегания воды до рассматриваемого (произвольного) створа, рассчитываемое по формуле
X
где X- длина участка; V - средняя скорость течения воды на участке.
Уравнение (3) с учетом расхода водотока позволяет производить расчет трансформации массового расхода вещества По длине реки
Мт=М0-а-(!С-(п + \)-т)"'. (5)
Это же уравнение позволяет производить расчет трансформации массового расхода (М/о) /-ого вещества, поступившего в рассматриваемый участок реки через фонэвын створ и с сосредоточенным притоком.
Уравнение трансформации массового расхода /-ого загрязняющего вещества, привносимого диффузионным СГОКОМ, должно одновременно учитывать как накопление загрязняющих веществ за счет их поступления, так и уменьшение, происходящее за счет ассимилирующей способности водшика. Для учета этих взаимосвязанных процессов разобьем участок реки на элементарные
■л; т-гривае-:считы-
(4)
яя ско-
асхода расчет да ве-
(5)
г про-иассо-»а. по-
13СТОК
:редо-
лассо-веще-VI сто-ывать ществ ньше-ушли-Для ;ессов фНЫС
участки 1, 2, К длина каждого из которых равна х\ как это показано на
рис. 2.
Рис. 2. Поделенный участок реки
В предположении, что в пределах элементарных участков диффузионный расход воды, а следовательно, и поступление загрязняющих веществ не изменяется, после несложных преобразований формулы (5) получим уравнение для расчета трансформации массового расхода /'-ого вещества, поступившего с диффузионным притоком
М,л = £(.?Х01) -х-д'-
(6)
(К, • («,+!)■ г.V
где М'м- удельный массовый диффузионный приток /-ого загрязняющего
I
вещества, мг/сек/м; # - удельный диффузионный расход воды на участке.
Время добегания воды т определяется по формуле (4), в которой вместо длины участка х следует принимать расстояние от рассматриваемого элементарного участка до конечного (замыкающего) створа (X), рассчитываемое по следующей формуле:
где N - номер рассматриваемого элементарного участка.
Если просуммировать уравнения трансформации фонового, сосредоточенного и диффузионного массовых расходов /-ого загрязняющего вещества, то окончательно получим массовый расход в произвольном створе реки
1
д/,.г =М,.0-б-№ •(«,-+!) т)л'+1 +
+ Х (Ч.-0-(*,■(",+0-г,Г*') +
J-\
,УчУ
I
;У-1
+ £ (х -М'м-х -д -(.К,
N^•\
1
• (л,+1)тл, )"■*'),
(8)
где у - количество сосредоточенных
притоков.
С учетом формулы (1) концентрация /-ого загрязняющего вещества в произвольном створе будет равна
х = х-Ы-х',
(7)
Сп=М1т10т.
(9)
ЛИТЕРАТУРА
1. Водосбор. Управление водными ресурсами на водосборе / Под научной редакцией А.М.Черняева; РосНИИВХ. - Екатеринбург: Виктор, 1994. -160 с.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОДУЛЯ УДК 556.
ТРАНСФОРМАЦИИ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ
веществ ПРИ разработке программ Н.М. Шарапов, к. техн.
водоохранных мероприятий доцент каф. «Водное хозяйство
(НА ПРИМЕРЕ р. ингода) инженерная экология», Чит
Научные интересы: комплексное исло~ вание, охрана и восстановление водных ресурсов
Для оценки существующего состояния водного объекта предтагается использовать модуль трансформации загрязняющих веществ, который позволяет определять приоритетные участки по
ъ очередь, дает ВОЗШ)
разработать программу водоохранных мероприятий по стабилизации и последующему в новлению экосистемы водоисточника. Кроме того, при недостаточности финансовых сре направлять их на выполнение первоочередных мероприятий и тем самым получать максим возможный экологический эффект.
В статье рассмотрен пример использования модуля трансформации загрязняющих -ществ при разработке водоохранных мероприятий на примере р. Ингода ■
USE OF THE MODULE OF TRANSFORMATION OF POLLUTING SUBSTANCES BY DEVELOPMENT OF THE PROGRAMS OF MEASURES ON PROTECTION OF WATER ON AN EXAMPLE OF THE RIVER INGODA
For an estimation of an existing condition of water object it is offered to use the module of transformation of polluting substances, which allows to define priority sites on addition of polluting substances on length of water object. It, in turn, enables to develop the program of measures on protection of water on stabilization and subsequent restoration ecological systenrs of water object. Besides at insufficiency of financial assets to direct them on performance of prime measures and by that to receive the greatest possible ecological effect.
In the article the example of use of the module of transformation of polluting substances is considered by development of measures on protection of water on an example the river Ingoda ■
* ❖
При разработке программ по объектов необходимо учитывать зако-
комплексному использова- иомерпости формирования стока, кото-
шпо, восстановлению и охране водных рые соответствуют природно-климати-
