Расчет величин нормативно-допустимого сброса (НДС)

ПАСПОРТ ФОНДА ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ

ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ

 

№ п/п	Контролируемые разделы (темы) дисциплины	Код контролируемой компетенции  (или ее части)	Наименование оценочного средства
1	Введение	ОК-7 ПК-8	Вопросы по темам дисциплины
2	Экологический мониторинг: общие принципы и понятия	ОК-7 ПК-8	Вопросы по темам дисциплины
3	Мониторинг атмосферного воздуха	ОК-7 ПК-8	Вопросы по темам дисциплины
4	Мониторинг поверхностных вод	ОК-7 ПК-8	Задание на лабораторную работу
5	Мониторинг морей и океана	ОК-7 ПК-8	Вопросы по темам дисциплины
6	Почвенный экологический мониторинг	ОК-7 ПК-8	Вопросы по темам дисциплины
7	Глобальный экологический мониторинг	ОК-7 ПК-8	Задание на лабораторную работу, темы докладов
8	Технические средства и методы мониторинга природной среды	ОК-7 ПК-8	Вопросы по темам дисциплины, темы докладов
9	Моделирование экосистем	ОК-7 ПК-8	Вопросы по темам дисциплины

ВОПРОСЫ ДЛЯ КОЛЛОКВИУМА, СОБЕСЕДОВАНИЯ

Раздел дисциплины	Вопросы
Введение	Что такое мониторинг? Когда впервые возник термин «экологический мониторинг»? Кто предложил использовать термин «экологический мониторинг»? Необходимость организации наблюдений за состоянием окружающей среды. Исторические этапы развития системы экологического мониторинга.
Экологический мониторинг: общие принципы и понятия	Цель экологического мониторинга. Задачи экологического мониторинга. Основные принципы экологического мониторинга. Государственный экологический мониторинг.
Мониторинг атмосферного воздуха	Цель мониторинга атмосферного воздуха и задачи. Классификация источников загрязнения атмосферного воздуха. Критерии качества атмосферного воздуха. Программы наблюдений за качество атмосферного воздуха. Подсистемы экологического мониторинга атмосферного воздуха. Технические средства.
Мониторинг морей и океана	Особенности мониторинга морских акваторий. Методы и средства проведения исследований. Критерии качества морских вод. Ассимиляционная емкость морских экосистем.
Почвенный экологический мониторинг	Цель и задачи почвенного мониторинга. Особенности экологического мониторинга почв. Классификация систем мониторинга. Нормативы качества почв.
Технические средства и методы мониторинга природной среды	Точность измерений. Погрешность измерений. Абсолютная и относительная погрешность измерений. Случайные и неучтенные систематические погрешности измерений. Предел обнаружения и чувствительность.
Моделирование экосистем	Основные определения. Баланс массы и уравнение баланса скоростей массообмена. Графическая интерпретация баланса масс и баланса скоростей. Компоненты моделей и моделируемые процессы. Представление геопространства в моделях. Единичные, комплексные, многокритериальные и интегральные оценки состояния природных экосистем и их свойств.

 

Шкала оценивания коллоквиума, собеседования

Показатели	Зачтено	Не зачтено
1.	2.	3.
Количество правильных ответов	60-100%	Менее 60%

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Расчет гидрологических показателей средней загрязненности и общей нагрузки речного потока консервативными загрязняющими веществами

 

 

Цель работы

Ознакомиться с основными гидрологическими показателями, используемыми для оценки качества вод.

 

Основные задачи

 

1. Расчет гидрологических показателей качества вод.

2. Расчет зоны распространения загрязнения.

 

Исходные данные

В реку с расходом Q₀  около поселка А сбрасываются сточные воды предприятия, содержащие загрязняющее вещество (С_ст = 10,0 мг/дм³), концентрация этого же ЗВ в реке S_e=0 мг/дм³. Расход сточных вод Qст=0.1Q₀ м³/с. Коэффициент извилистости русла реки равен j = 1.3. Относительная глубина H=0,026. Характеристическое число турбулентного потока N=13,3. Ширина реки B=58,0 м.

Варианты заданий:

№	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
Q0, м3/с	40	42	44	46	48	50	52	54	56	58	60	62	64	66	68	70
ПДК, мг/дм3	1,0	1,0	1,1	1,1	1,2	1,2	1,3	1,3	1,4	1,4	1,5	1,5	1,6	1,6	1,7	1,7

Содержание

- рассчитать абсолютный показатель общей нагрузки S_n при заданных обеспеченных расходах воды в реке;

- построить график обеспеченности средней концентрации загрязняющего вещества;

- рассчитать показатель превышения и непревышения загрязненности над нормой (P_заг и P_чист);

 - рассчитать показатель относительной нагрузки потока ЗВ при расчетном расходе 95 % обеспеченности;

- оценить качество вод по величине показателя относительной нагрузки потока ЗВ;

- определить расстояние, на котором концентрация в максимально загрязненной струе потока достигнет ПДК;

- рассчитать максимальную концентрацию загрязняющего вещества на расстоянии 200 м от источника загрязнения;

- дать анализ полученных результатов.

 

Теоретические положения

 

Одной из задач экологического мониторинга является оценка степени загрязненности водных экосистем. При этом все показатели качества вод можно подразделить на три группы: гидрохимические, гидробиологические и гидрологические.

К последней группе относят величину абсолютного показателя общей нагрузки (S_n) при заданных обеспеченных расходах воды в реке; показатель превышения загрязненности над нормой (P_заг); показатель непревышения загрязненности над нормой (P_чист); показатель относительно нагрузки потока загрязняющим веществом при расчетном расходе 95 %-ной обеспеченности (F).

Абсолютный показатель общей нагрузки характеризует среднюю насыщенность потока загрязняющим веществом. Общая нагрузка может быть выражена средней концентрацией (S_n) загрязняющей примеси в потоке, принимающим сточные воды. Величина S_n является истинным значением концентрации загрязняющего вещества в так называемом створе полного перемешивания, для выше расположенных створов она может служить служить условным показателем общей нагрузки. Для вычисления S_n используется следующая формула:

 (1)

где Q_р, Q_ст – соответственно расходы реки и сточных вод, м3/с; S_ст – концентрация загрязняющего вещества в сточных водах, г/м3; S_e – концентрация того же вещества в речных водах до места сброса стоков (естественная концентрация).

Если S_e=0, то

 (2)

Оценку изменчивости показателя S_n можно представить как функцию обеспеченности P суточных расходов реки многолетнего ряда наблюдений. Если считать, что Q_ст=const, S_ст=const и S_e=0, то S_n как функция обеспеченности запишется следующим образом:

 (3)

Последнее соотношение может быть представлено графически или в табличной форме. При использовании формулы (3) вычисления ведутся для нескольких расходов заданной обеспеченности, например 8, 20, 50, 75, 95 %. Это позволят достаточно точно построить кривую обеспеченности S_n(P%).

Зная величину S_n, можно вычислить максимальну концнтрацию на заданных расстояниях L от места сброса сточных вод:

 (4)

где N – безразмерное характеристическое число турбулентного потока,  – коэффициент извилистости реки, В – ширина реки,  – относительная глубина, характеризующая форму русла, L – расстояние, где будет наблюдаться величина концентрации S_max.

Используя последнее соотношение (3) и формулы 1 и 2, можно рассчитать расстояние до створа полного перемешивания, решая обратную задачу.

Показатель относительной нагрузки консервативными загрязняющими веществами F определяется следующим образом. Полагаем, что средняя концентрация загрязняющего консервативного вещества в реке, поступающего в нее со сточными водами, может быть вычислена по формуле (1) и не должна превышать установленные нормативы качества вод (ПДК). Учитывая последнее утверждение, производим подстановку:

S_n≤ПДК (5)

и записываем

(6)

Отсюда получаем

 (7)

или

. (8)

Выражение, стоящее в левой части неравенства, называют показателем относительной нагрузки потока загрязняющим веществом (F). Если S_e=0, то зависимость принимает вид:

 (9)

Предельно допустимая нагрузка должна отвечать следующему условию F≤1.

Показатель превышения загрязненности над нормой (P_заг) выражает процент обеспеченности превышения загрязненности потока над ПДК (по числу дней или других единиц времени). Значение определяется из соотношения:

P_заг =100- P_чист (10)

 

План выполнения задания

1. Определить расходы обеспеченностью P=8, 20, 50, 75, 90, 95 % по данным обобщенной кривой продолжительностью суточных расходов воды, используя формулу Q_р=K_р*Q₀

PQ, %	8	20	50	75	90	95
Kр	1,78	1,15	0,734	0,571	0,435	0,363

 

Полученные результаты вносим в таблицу:

 

Таблица 1.1 - Абсолютный показатель общей нагрузки потока для расходов различной обеспеченности

PQ, %	Qр, м3/с	Qст, м3/с	Sст, мг/дм3	Qр+Qст	Qст Sст	Sn, мг/дм3	Psn, %
8
20
50
75
90
95

 

2. Вычислить абсолютный показатель общей нагрузки потока S_n для всех заданных расходов воды по формуле (1) и обеспеченность показателя общей нагрузки потока Ps_n для всех заданных расходов воды по формуле:

 

Ps_n=(100- P_Q), %

 

3. Для вычисления показателя превышения загрязненности над нормой (P_заг) построить кривую обеспеченности средней концентрации по данным таблицы 1.1. На графике провести прямую отвечающую ПДК (рис. 1.1). Из точки пересечения этой прямой с линии графика опускается перпендикуляр на абсциссу и находится значение P_заг в % и по формуле P_заг.дн =(P_заг 365)/100 в днях.

 

 

Рис. 1.1 Кривая обеспеченности средней концентрации загрязняющих веществ.

 

4. Показатель непревышения загрязненности относительно нормы (P_чист) находим по формуле (10).

5. Рассчитать показатель относительной нагрузки потока загрязняющим веществом (F) по формуле (9) при величине Q_95%.

6. Используя формулу (4) определить расстояние, на котором концентрация в максимально загрязненной струе потока достигнет ПДК и рассчитать максимальную концентрацию загрязняющего вещества на расстоянии 200 м от источника загрязнения.

7. Проанализировать полученные результаты.

 

Расчет величин нормативно-допустимого сброса (НДС)