VI. Расчет величин НДС для совокупности выпусков в водохранилища и озера, расположенные в пределах водохозяйственного участка

43. Совокупность выпусков сточных вод для водоема составляют выпуски, сточные воды которых сбрасываются непосредственно в водоем.

44. Реки, впадающие в водоем, следует рассматривать как береговые выпуски сточных вод. При этом концентрации веществ в устьях рек определяются заранее или описываются уравнением вида (30).

45. НДС для всех выпусков из рассматриваемой совокупности определяются из решения задачи математического программирования. Критерий оптимальности - минимум суммарных приведенных затрат на достижение НДС вида (29).

46. Модель водного объекта:

, (60)

где:

- вектор показателей (концентраций веществ), характеризующих качество воды в створе k, ;

- вектор фоновых концентраций веществ в водоеме, ;

- вектор максимальных среднечасовых концентраций веществ в сточных водах выпуска i, ;

- кратность разбавления сточных вод выпуска i на пути до створа k;

- множество номеров выпусков, оказывающих влияние на качество воды в створе k.

47. Для расчета фоновых концентраций веществ в водоеме принимается, что они формируются в результате поступления нормированных веществ от всех источников и влияния внутриводоемных факторов, одинаковы в любом створе водоема (приближение полного перемешивания) и описываются системой уравнений:

, (61)

где:

A - матрица, коэффициенты которой отражают процессы трансформации веществ в водоеме;

I - множество номеров всех источников поступления нормированных веществ;

- расход сточных вод выпуска l, .

48. Матрица коэффициентов трансформации имеет следующую структуру:

(62)

(63)

, (64)

где:

- коэффициенты трансформации веществ в водохранилище, .

Значениям соответствуют следующие показатели:

- азот общий;

- ;

- азот аммонийный;

- азот нитритов;

- азот нитратов;

- растворенный кислород;

,......,m - остальные показатели;

- коэффициент, характеризующий соотношение между и органическим азотом в воде водоема;

- коэффициент пересчета в в воде водоема;

, - соответственно коэффициенты стехиометрической эквивалентности аммонийный азот - кислород и нитритный азот - кислород, , . Коэффициенты и не являются универсальными и должны оцениваться для каждого конкретного водоема на основе калибрации модели по данным наблюдений.

49. Матрица описывает внутренний круговорот биогенных элементов в водном объекте. Поскольку для водоемов время водообмена, как правило, превышает характерное время обращения биогенных элементов по указанному циклу, то моделируемая в нем группа показателей - , азот аммонийный, азот нитритов и азот нитратов должна рассчитываться только совместно. Изолированный расчет этих показателей или расчет для неполной группы могут привести к значительному занижению расчетных концентраций и, следовательно, к установлению недостаточно жестких НДС.

50. Коэффициенты трансформации вычисляются по формуле:

, (65)

где:

- коэффициент неконсервативности (для растворенного кислорода вместо коэффициента неконсервативности используется константа реаэрации), 1/сут;

- объем заполнения водоема (водохранилища), ;

- коэффициент приведения размерности в , ;

- расход водозабора или вытекающей из водоема реки, ;

J - множество номеров мест изъятия воды из водоема, включая водозаборы и вытекающие из водоема реки.

51. При расчете концентрации растворенного кислорода в правую часть соответствующего уравнения системы (61) добавляется член:

, (66)

где:

- растворимость кислорода в 1 воды при расчетной температуре, .

52. Кратность разбавления определяется по формуле (3) как произведение кратности начального разбавления и кратности основного разбавления . Значения определяются по формулам (47), (48) или, если не выполняются условия применимости метода М.А. Руффеля, согласно п. 27. Значения определяются по формулам (53) - (59) или численным методом А.В. Караушева.

53. Модель комплекса водоохранных мероприятий при расчете НДС веществ в водоемы полностью совпадает с описанной ранее моделью (37) - (39) комплекса водоохранных мероприятий для случая расчета НДС веществ в водотоки.

54. В результате решения задачи оптимизации (29), (60), (61), (34) - (39) определяются оптимальные доли расхода сточных вод, проходящие по различным технологическим маршрутам очистки и использования , i = 1,....., N. После этого по формулам (41) - (43) определяются величины расходов сбрасываемых сточных вод - , концентрации веществ в сточных водах - и НДС веществ на выпусках сточных вод - НДСi, i = 1,_..,N.