Разбавления

В реальных водотоках, которые характеризуются турбулентным режимом движения, частицы жидкости перемещаются хаотично. Загрязняющие вещества, попавшие в речной поток в какой-либо точке, вследствие процессов турбулентного перемешивания, распространяются в соседние области и через определенное время распределяются почти равномерно по всему сечению потока [3]. На участке реки, где происходит смешивание речных и сточных вод, можно выделить зону начального разбавления. Для определения концентрации загрязняющих веществ в зоне начального разбавления используется детальный метод Л.И. Фаустовой и М.А. Бесценной [1].

Начальное разбавление с учетом стеснения струи определяем по формуле (2.1):

, (2.1)

где n_o – кратность начального разбавления;

- функция относительного стеснения струи.

Кратность начального разбавления равна:

, (2.2)

где m – параметр, зависящий от скорости истечения сточной жидкости

и скорости течения в потоке;

, (2.3)

где V_т – скорость течения в потоке, м/с;

V_ст – скорость истечения сточной жидкости, м/с;

- относительный диаметр;

, (2.3)

где d – диаметр загрязненной струи, м;

d_o – диаметр оголовка выпуска, м.

Значение относительного диаметра можно также вычислить по следующей формуле (2.410):

, (2.4)

где Δ V_т – относительная скорость. Принимается по данным эксперимен-

тальных исследований [1], м/с.

Относительное стеснение струи = определяется по графику (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 – График функции f (H/d)

Расстояние от створа выпуска сточных вод до замыкающего створа зоны начального разбавления вычисляется по зависимости:

, (2.5)

Площадь загрязненной струи равна S = π r² (r – радиус загрязненной струи).

Концентрация загрязняющих веществ в зоне начального разбавления сточных вод определяется по формуле (2.6):

, (2.6)

где С_ст – концентрация загрязняющих веществ в сточных водах, г/м³.

Исходные данные: В реку Кубань через сосредоточенный выпуск, расположенный в середине живого сечения и имеющий диаметр оголовка (0, 4 + 0, 01i) м, сбрасываются сточные воды с постоянным расходом и постоянной концентрацией загрязняющих веществ, равной (90 + i) г/м³. Скорость течения в потоке (0, 3 + 0, 02i) м/с, глубина реки в месте сброса сточных вод (6 + 0, 05i) м. По данным экспериментальных исследований относительная скорость равна (0, 1 + 0, 04i) м/с.

Определить расстояние до створа, замыкающего зону начального разбавления, и концентрацию загрязняющих веществ в зоне начального разбавления, если скорость истечения сточной жидкости в реку Кубань (2 + 0, 02i) м/с.