Дипломная работа на тему Комплексная оценка загрязненности сточными водами

ВВЕДЕНИЕ

Цель данной курсовой работы:

1. Прогноз подпора грунтовых вод и подтопление территорий в зонах водохранилищ;

2. Расчет неустановившегося подпора для полубесконечного потока;

3. Расчет неустановившегося подпора для потока с постоянным напором на удаленной границе;

4. Расчет понижения уровня грунтовых вод на землях, подтопленных водохранилищем с помощью дренируемых устройств;

5. Оценка зоны возможного затопления при разрушении ГТС;

6. Технико-экономический расчет ВХК и его участников;

7. Комплексная оценка загрязненности сточными водами;

8. Построение кривой Q=f(a) от величины открытия затвора.

Также рассматривается контрольно-измерительная аппаратура для своевременного выявления изменений, происходящих в сооружении и его основании, а также для проверки теоретических предпосылок проектирования плотины, и устанавливаются водоохранные зоны и прибрежные защитные полосы.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Краткая характеристика природных условий представлена в курсовой работе по дисциплине «Комплексное использование и охрана водных ресурсов» часть I.

1. Гидрографическая характеристика бассейна:

Р. Чулым, проектный створ – пос. Коммунарка.

Площадь речного бассейна F=131000 км2;

Средний слой стока весеннего половодья h=215 мм;

Расстояние от истока реки до створа водохранилища – 131 км;

План реки, геологический разрез и батиграфические характеристики представлены в приложении А рисунок А1, А2 и А3.

Внутригодовое распределение стока 95% обеспеченности:

Расчет внутригодового распределения годового стока был выполнен по реальным годам (методом реального года).

Результаты расчета сведены в таблицу 1.

Таблица 1 – Внутригодовое распределение годового стока 95% обеспеченности

Q95%min=158 м3/с;

Qср= 530 м3/с;

Полный объем

2. Исходные данные для технико-экономического расчета:

Численность городского населения Nгор=60 тыс. человек;

Численность сельского населения Nс/х=30 тыс. человек;

Годовой объём промышленной продукции Nпр=200 тыс.тонн;

Количество с/х животных Nжив=30 тыс. голов;

Мощность ТЭС Nтэс=90 МВт;

Годовая выработка электроэнергии Э=50 МВтч.

Средний расход рыбного завода Qрз=4 м3/с;

Число отдыхающих Nрек=1 тыс.человек;

Таблица 2 – Значения объемов потребления, возвратных вод и разбавленных вод из годового ВХБ

участник ВХК

возвратные воды

потребление

разбавленные воды

а) городское хозяйство

6,57

8,21

32,85

б) сельское хозяйство

0,468

1,56

4,68

в) животноводство

0,705

2,35

10,575

г) промышленность

0

26,666

0

д) рекреация

0,088

0,11

0,704

ж) ТЭС

7,5

з) рыбозавод

19,87

1. КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ВОДНОГО ОБЪЕКТА СТОЧНЫМИ ВОДАМИ

Исходные данные:

1. Объемы возвратных вод ;

2. Расчетный расход в год 95% обеспеченности – месячный с минимальным стоком

3. Средняя глубина потока при заданном расчетном расходе с кривой Q=f(H), Hср=1,5 м.

Расчет:

1) Определение объема и расхода сточных вод.

(1.1)

.

2) Определение концентрации загрязняющих веществ в сточных водах.

а) по взвешенным веществам:

(1.2)

где Q – суммарный расход стоков (из формулы 1.1), м3/сут;

– число жителей городского сектора;

– число жителей сельского сектора;

mc – норма загрязнения взвешенными веществами на одного жителя (по СНиП 2.04.03-85), принимаем 65 г/сут·чел;

– концентрация взвешенных веществ в сточных водах животноводства, прошедших очистку на локальных очистных сооружениях;

– расход сточных вод от животноводства, м3/сут;

Р=33% – коэффициент, учитывающий неканализированные районы.

б) по БПК20:

(1.3)

где – норма загрязнения на одного жителя по БПК20;

– концентрация взвешенных веществ в сточных водах по БПК20.

3) Определяется необходимая степень очистки сточных вод.

а) по взвешенным веществам:

(1.4)

где – допустимая концентрация взвешенных частиц очищенной сточной жидкости

(1.5)

где – допустимое повышение концентрации взвешенных веществ после смешения;

– фоновая концентрация взвешенных веществ в речной воде;

– кратность разбавления сточных вод при сбросе в водный объект:

(1.6)

где – расчетный минимальный расход при Р=95%;

– коэффициент смешения взвешенных веществ с водой:

(1.7)

где – расстояние от места сброса сточных вод до расчетного створа, принимаем 500 м;

– гидравлический коэффициент, учитывающий гидравлические особенности русла реки:

(1.8)

где – коэффициент, характеризующий тип водовыпуска (береговой);

– коэффициент извилистости реки;

– коэффициент турбулентной диффузии:

(1.9)

где – средняя глубина потока при заданном расчетном расходе;

– средняя скорость течения воды в реке.

– удельный расход сточных вод, определяемый как:

(1.10)

Если L=2000 м, то, следовательно:

б) по БПК20:

(1.11)

где – предельно допустимое значение БПК20 по сточным водам:

(1.12)

где – фоновое значение БПК20 в водоеме;

– предельно допустимое значение БПК20;

– время перемещения сточных вод от места выпуска до расчетного створа:

(1 .13)

Таблица 1.1 – Значения в зависимости от

, сут.

0

5

12

15

18

20

22

0,04

0,05

0,07

0,08

0,09

0,10

0,11

k=0,08 – принимается период – лето, при средней температуре 15°С.

Если L=2000 м, то, следовательно:

Вывод: по показателю степени очистки видно, что вода хорошо самоочищается.

2. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВХК И ЕГО УЧАСТНИКОВ

2.1 ТЭР ВХК и его участников

Исходные данные:

1. Установленная мощность ГЭС ;

2. Объемы водохранилища:

Полезная емкость водохранилища

Полная емкость водохранилища

3. Объемы водопотребления:

а) городское хозяйство

б) сельское хозяйство

в) животноводство

г) промышленность

д) рекреация

е) ТЭС

ж) рыбозавод

4. Годовая выработка электроэнергии

Расчет:

I. Ежегодные издержки и капиталовложения ВХК

1. строительство и эксплуатация общих для всех участников водохозяйственных сооружений (гидроузел и водохранилище):

(2.1)

где

.

(2.2)

где Р=15%=0,15 д.ед.

2. Строительство и эксплуатация отраслевых сооружений

2.1 коммунально-бытовое хозяйство:

(2.3)

где

(2.4)

где Р=10%.

2.2 промышленность:

(2.5)

где

(2.6)

где Р=10%.

2.3 ГЭС:

(2.7)

где .

(2.8)

где Р=2,5%.

II. Стоимость продукции

1. Коммунально-бытовое хозяйство:

(2.9)

2. Промышленность:

(2.10)

3. ГЭС:

(2.11)

где б=33,8 руб/кВт;

=0,08 руб/кВт час;

=0,98 – коэффициент, учитывающий потерю в сетях и расход электроэнергии на собственные нужды.

Таблица 2.1- Расчет общей экономической эффективности ВХК

млн.руб.

отраслевые

комплексные

сумма

КБХ

промышленность

ГЭС

0,4

1,6

6,91

420,09

429

0,04

0,16

0,17

63,01

63,38

0,048

0,0384

1,836

0

1,922

III. Определяем долю общих капитальных затрат и издержек, приходящихся на каждого участника ВХК:

Распределение затрат ВХК рассчитывается при условии равенства коэффициентов общей экономической эффективности:

(2.12)

(2.13)

Вводим коэффициент , значит

P=15%.

(2.14)

(2.15)

Расчет приведен в таблице 2.2.

Таблица 2.2 – Распределение затрат ВХК

Участники ВХК

капитальные вложения, млн. руб

ежегодные издержки, млн.руб

Цi

Цi-Ci

Эi

Ккомплi

Котрi

Кi

Скомплi

Сотрi

Сi

КБХ

9,314286

0,4

9,714286

1,397143

0,04

1,437143

0,048

-1,38914

-0,143

Промышлен-

ность

15,31429

1,6

16,91429

2,297143

0,16

2,457143

0,0384

-2,41874

-0,143

ГЭС

379,1614

6,91

386,0714

56,87421

0,17

57,04421

1,836

-55,2082

-0,143

сумма

412,7

60,9385

 

 

 

Вывод:

1) , значит i-тый участник ВХК (ГЭС) принимает на себя все отраслевые затраты и часть комплексных;

2) , значит i-тый участник ВХК (КБХ и промышленность) принимает на себя часть отраслевых затрат, а комплексные не несет;

3) , значит данный вариант распределения затрат ВХК между участниками не эффективен.

2.2 Технико-экономические показатели регулирования стока

Единовременные капиталовложения по узлу и водохранилищу могут рассчитываться по формуле

(2.16)

где – капитальные вложения в строительство сооружений и устройств;

– компенсационные вложения, предназначенные для компенсации ущерба, нанесенного различным отраслям народного хозяйства при создании водохранилища.

Для предварительных расчетов определяем по формуле

(2.17)

где – стоимость 1 м3 земляной плотины со всеми сооружениями и устройствами, 30000руб/м3;

– объем земляной плотины, м3.

Для трапецеидального профиля плотины

(2.18)

где

k – коэффициент формы русла, зависящий от отношения , .

Таблица 2.3 – Значения коэффициента k

0,67

0,73

0,78

0,82

0,86

0,89

0,92

0,94

0,96

0,98

1,0

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

B – ширина гребня плотины, 10м;

(2.19)

где – заложение откосов долины реки, 3;

Рисунок 2.1- Схема к расчету объема земляной плотины

значит

определяем по формуле

(2.20)

где – компенсационные затраты на 1 м2 затопленной территории, 10000руб/м2;

– площадь затопленной территории, м2.

Удельные капитальные вложения на строительство сооружений , а также удельные компенсационные затраты на компенсацию ущерба при сооружении водохранилищ, устанавливают по нормативным документам.

2.3 Экономическая эффективность регулирования стока

Для оценки экономической эффективности регулирования стока вычисляют удельные стоимостные показатели.

Стоимость 1м3 воды в водохранилище

(2.21)

Стоимость 1м3 полезного объема воды

(2.22)

Себестоимость подачи воды из водохранилища

(2.23)

где – ежегодные издержки;

– объем отдачи за год.

Ежегодные издержки включают отчисленные на амортизацию, капитальный ремонт сооружений и эксплуатационные расходы. Их назначают на основе нормативных документов и сметно-финансовых расчетов.

Ежегодные издержки принимаются ориентировочно равными 10% от общей стоимости гидроузла.

(2.24)

(2.25)

где б – коэффициент отдачи, 0,7;

– объем среднегодового стока, м3

2.4 Расчет поступления средств от введения платного водопользования

Таблица 2.4 – Тарифные ставки и платежи

Водопользователи и водопотребители

Ед. изм.

Размеры платы за пользование водными объектами , руб.

Поступление средств за счет платы, направляемой на восстановление и охрану водных объектов , руб.

водозабор

м3

7,2

75

сброс ст.вод

м3

0,8

9

орг.отдых

чел./день

4,3

34

ГЭС

кВт ч.

0,5

2,4

Таблица 2.5 – Расчет поступления средств от введения платного водопользования

№ п.п.

Водопольз. и водопотреб.

Ед. изм.

Количество водопольз.,

водопотреб.

,

млн./руб.

млн./руб.

1

водозабор

млн.м3

66,266

7,2

477,12

75

4969,95

2

сброс ст.вод

млн.м3

7,831

0,8

6,26

9

70,479

3

орг.отдых

чел./день

1000

4,3

4300

34

34000

4

ГЭС

кВт ч.

50000

0,5

25000

2,4

120000

5

Всего

29783,38

159040,4

Количество водопользования и водопотребления:

1) потребление из годового ВХБ коммунально-бытового хозяйства, промышленности, рекреации, животноводства, ГЭС;

2) возвратные воды;

3) количество отдыхающих в году;

4) годовая выработка электроэнергии Эгод.

(2.26)

(2.27)

где – количество водопользования и водопотребления.

3. МЕТОДОЛОГИЯ ОЦЕНКИ ЗОНЫ ВОЗМОЖНОГО ЗАТОПЛЕНИЯ ПРИ РАЗРУШЕНИИ ГТС

Для данного расчета необходимо:

1) Определить прорывной расход через проран по формуле расхода подтопленного водослива с широким порогом:

(3.1)

где е=0,86 – коэффициент бокового сжатия;

m=0,385 – коэффициент расхода;

b – ширина прорыва, рекомендуемая b=0.1L (L – длина плотины) по В.И. Дроряшину «Военная гидротехника», м

b=0,1·410=41м;

– напор на пороге водослива, равный высоте плотины

При расчетах плотин на прорыв предполагается, что водохранилище должно быть затоплено до отметки гребня плотины.

2) Расчетный трансформированный расход волны прорыва по ходу ее движения, определяемый в зависимости от объема водохранилища, уклона и сечения долины, прорывного расхода и удаленности от плотины по рекомендациям, изложенным в книге В.В. Лебедева «Гидрология и гидравлика в мостовом и дорожном строительстве».

Расчет трансформированного расхода воды при прорыве для нижерасположенных створов (относительной плотины) ведется по формуле

(3.2)

где – расход в створе плотины при ее прорыве, м3/с;

W – объем воды при наивысшем уровне в водохранилище,

принимается по батиграфическим характеристикам;

Li – расстояние от плотины до i-того створа;

ф=0,75 – бытовой коэффициент водотока, являющийся функцией от уклона водотока.

3) Отметки максимальных уровней воды в расчетных створах, определяемые гидравлическим и морфометрическим характеристикам русла и поймы реки, а также кривым Q=f(H).

Для построения кривых Q=f(H) в каждом i-том створе используют формулу Шези:

(3.3)

где n – коэффициент шероховатости;

– площадь живого сечения в расчетном створе;

водохранилище затопление сточный загрязняющий

;

i – средний уклон водной поверхности;

– средняя глубина, м.

Для определения ширины русла B строим поперечники (приложение Б – рисунок Б1-Б7).

Производим расчет Q=f(H) для 7 створов. Расчет сводим в таблицы.

По полученным данным строим кривые Q=f(H) для каждого поперечника (рисунок 3.1).

По этим кривым для i-тых створов определяются отметки максимальных уровней воды в зависимости от расчетных трансформированных расходов Qi (таблица 3.8). По этим отметкам строится кривая спада волны прорыва (рисунок 3.2).

Таблица 3.8 – Отметки максимальных уровней воды при разрешении ГТС

Li, м

Qпi, м3/с

H, м

500

9879,342

13,3

1000

9878,283

16

1500

9877,225

14,8

2000

9876,168

14,5

2500

9875,11

14

3000

9874,053

13,3

4. ТИПОВЫЕ ПРАВИЛА ЭКСПЛУАТАЦИИ

Министерством Природных Ресурсов утверждаются типовые правила эксплуатации водохранилища, которые распространяются на все водохранилища, включая пруды-накопители сточных вод, расположенные на территории России.

Для каждого конкретного водохранилища существуют свои правила на основе типовых разработок. Правила являются документом, устанавливающим порядок использования водных ресурсов. Они обязательны для участников ВХК ведущих свою деятельность на акватории водохранилища, в береговой зоне и нижнем бьефе, независимо от их ведомственной принадлежности. Правовые отношения эксплуатирующей организации и водопользователей регулируется водным законодательством РФ.

Правила предусматривают удовлетворение нужд водопользователей в конкретной гидрологической ситуации, например, в чрезвычайных ситуациях происходит перевод режима работы гидротехнических установок в аварийный. Решение принимает лицо, отвечающее за это и сообщающее в бассейновое управление, администрации районов, областей, расположенных на территории водохранилища.

Изменение правил происходит при:

1) Изменении состава участников ВХК;

2) Изменении доли участия и требований водопотребителя.

Появление нового водопользователя оформляется в виде лицензии и тоже может стать основанием для переработки требований.

4.1 Построение кривой от величины открытия затвора Q=f(а)

К типовым правилам эксплуатации, в частности, относятся и

параметры регулирования затворами на водосбросных сооружениях.

1) Плоский затвор.

Расход при неполном открытии затвора рассчитывается по зависимости:

(4.1)

где – коэффициент скорости, принимаем равным 1;

– коэффициент сжатия, определяется в зависимости а/Н [2];

– ширина водосбросного отверстия, м;

– высота открытия затвора, м;

– напор на пороге водослива, м.

Расход при полном раскрытии затвора определяется по формуле:

(4.2)

где – коэффициент расхода для водослива с широким порогом.

Расчет выполняется в табличной форме для различных значений Н (таблица 4.1 – 4.8). По данным таблиц строятся графики зависимости Q=f(a) (рисунок 4.1).

2) Сегментный затвор

Используется придонный затвор, который по ходу его движения может перекрывать весь пролет водосбросного сооружения полностью и работает в диапазоне от дна до отметки ФПУ=55 мБС. Вышка, где находится подъемное устройство для его работы располагается на отметки ГП=57 мБС (приложение В – рисунок В1).

Расход через водосбросное отверстие с сегментным затвором, при его неполном открытии определяется по формуле:

(4.3)

где – коэффициент расхода, как и зависит от величины открытия затвора [2].

Расчет ведется в табличной форме (таблица 4.7), по результатам расчета строится график Q=f(H) (рисунок 4.2).

Расход при полном раскрытии затвора определяется по формуле 4.2.

Таблица 4.9 – Зависимость Q=f(H) для сегментного затвора

в, ?

а, м

е

м

Q, м3/с

90

0

0,61

0,59

0

70

0,6

0,612

0,63

46,25762

30

5

0,667

0,78

373,1126

0

8

1

0,97

4.2 Формирование подпора грунтовых вод во времени

При создание водохранилища на равнинных река, в результате инфильтрации воды из водохранилища возникает подтопление земель, связанное с подъемом уровня грунтовых вод.

В связи с этим в данной курсовой работе необходимо произвести расчет положения уровня грунтовых вод в естественных условиях (до создания водохранилища).

Определение положения уровня грунтовых вод в естественных условиях сводится к расчету ординат кривой депрессии на разных расстояниях от уреза воды реке.

(4.4)

где – мощность водоносного пласта до водоупора, м;

– расстояние от уреза воды, м;

– коэффициент фильтрации грунта, м/с, определяется по формуле:

(4.5)

где – коэффициенты фильтрации, м/с;

– толщина каждого слоя, м;

– общая толщина слоя, м;

– приток грунтовых вод с водосбросной площади, м2/с, определяется по формуле:

(4.6)

где – расстояние от истока до расчетного створа;

Расчет ведется в таблице (таблица 4.10). По результатам строится график подпора грунтовых вод в естественных условиях (приложение Г – рисунок Г1).

4.3 Расчет неустановившегося подпора для полубесконечного потока

На водохранилищах с сезонным регулированием и значительной сработкой уровня в течение года формирование подпора грунтовых вод и подтопление территорий в зонах влияния водохранилищ будут происходить в условиях неустановившегося режима фильтрации, т.е. имеет место неустановившийся подпор.

Стационарный установившийся подпор возможен лишь в отдельных случаях, когда имеется высокая проницаемость и большая мощность водопроводящих пластов, слагающих зоны возможного развития подпора.

Когда расстояние от уреза водохранилища до дренирующего понижения (река) относительно велико, принимается уравнение кривой депрессии по Веригину Н.Н.

(4.7)

где ,

(4.8)

где – уровень грунтовых вод в естественных условиях, , м;

– средняя мощность потока при фильтрации из водохранилища

(4.9)

где – мощность водоносного пласта наполнения водохранилища

;

определяем по графику в зависимости .

Расчет сводим в таблицу (таблица 4.11).

4.4 Расчет неустановившегося подпора потока с постоянным напором на удаленной границе

Уравнение для расчета

(4.10)

где L – расстояние от уреза водохранилища до удаленной границы,

L=3,5км=3500м;

(4.11)

где t – время от момента наполнения;

– ряд Фурье, определяем по графику.

Расчет должен выполняться в табличной форме, но вычисления показали, что при данных гидрологических и географических условиях работы водохранилища удаленный источник не оказывает влияния на кривые депрессии из водохранилища, поэтому нет необходимости в выполнении данного расчета для неустановившегося подпора потока с постоянным напором на удаленной границе.

4.5 Расчет понижения уровня грунтовых вод на землях подтопленных водохранилищем с помощью дренируемых устройств

Диаметр трубы d=500мм.

Расстояние от оси дрены до водоупора m=32 м.

Расчет производим по следующему уравнению

(4.12)

где – безразмерные коэффициенты

(4.13)

(4.14)

(4.15)

– приток грунтовых вод с водосбросной площади, м2/с;

Результаты расчета сводим в таблицу 4.12.

4.6 Режим работы водохранилища

Ежегодно бассейновое управление составляет схему управления гидроузла.

Режим сработки и наполнения водохранилища разрабатывают на основе долгосрочных прогнозов, а корректируется по оперативным прогнозам гидрометеослужбы в соответствии с диспетчерским графиком и положениями гидроэлектростанции в энергосистеме (если она имеется).

Схема принимается на совещании основных водопользователей и утверждается Министерством Природных Ресурсов.

Режимы работы водохранилища должны предусматривать:

1. Безопасность водоподпорных сооружений;

2. Безопасность населения и хозяйств прибрежной зоны водохранилища и речной долины на нижележащем участке;

3. Обеспечение водой водопользователей учтенных в ВХБ водохранилища в соответствии с утвержденным графиком водопотребления;

4. При появлении нового водопользователя должно оформляться разрешение на специальное водопользование;

5. При наличии притока воды в водохранилище за декаду, месяц, квартал, в вегетационный период режим работы должен устанавливаться с их учетом;

6. Переход водохранилища на режим работы непредусмотренный правилами эксплуатации может допускаться лишь в случае возникновения угрозы безопасности;

7. Обеспечение водоснабжения, осуществляемого из водохранилища;

8. Расчетная обеспеченность годового объема водозабора для нужд орошения принимается равной расчетной обеспеченности оросительной нормы;

9. Гидроэнергетика требует переменной подачи воды и режим работы водохранилища должен обеспечить реализацию графика нагрузки энергетического предприятия;

10. Рыбное хозяйство требует поддержания оптимального режима уровня воды в дельтовых, пойменных и озерных нерестилищах полупроходных рыб для обеспечения их естественного нереста;

11. Требования судоходства к водному режиму водохранилища сводится к необходимости поддержания на свободных от подпора участков рек и на судоходных трассах установленных навигационных уровней

12. Санитарные попуски, при обычных условиях водопользования, принимаются равными минимальному среднемесячному расходу воды вероятностного превышения 95%;

13. Специальные попуски необходимы для промывания русла, заполнения озер. Их объем планируется в годы наполнения и сработки водохранилища.

5. КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА

Для своевременного выявления изменений, происходящих в сооружении и его основании, а также для проверки теоретических предпосылок проектирования плотины оборудуют специальной контрольно-измерительной аппаратурой, при помощи которой ведут систематические наблюдения за работой плотин, как в процессе строительства, так и в период её эксплуатации.

Для сооружений III класса вся контрольно-измерительная аппаратура устанавливается по индивидуальному обоснованию, и для каждого вида контрольно-измерительной аппаратуры ведется журнал наблюдений.

5.1 Назначение, конструкция и размещение реперов, марок и приборов для наблюдения за перемещениями сооружений

Реперы – это исходные знаки высотной основы, практически неподвижные в течение всего периода эксплуатации, которые служат для определения высотного положения отдельных сооружений с помощью нивелирования.

Реперы делятся (по капитальности) на:

-государственные реперы;

-рабочие реперы;

-исходные реперы (опорные) – для сооружений II класса их располагают обычно в НБ в удаление от створа на расстояние до 1 км на разных берегах кустами по 1 шт. для данного класса сооружений; в плане обозначаются треугольником кустами с расстоянием 20-30м.

Исходный репер для песчаных грунтов выглядит следующим образом (выбирается в зависимости от грунтов слагающих подстилающую поверхность массива):

Рисунок 5.1 – Схема расположения исходного репера

1 – кювет; 2 – нивелировочная марка; 3 – насыпной холм; 4 – стальная труба; 5 – тумба

Рабочие реперы устанавливают произвольно ближе к сооружениям (в русловой части).

В мягких грунтах их подошву располагают на 0,5-0,7 м ниже максимальной глубины промерзания (для Сибири и Алтайского края глубина промерзания составляет порядка 1,8-2,2м).

Рисунок 5.2 – Схема расположения рабочего репера

1 – защитная крышка; 2 – нивелировочная марка; 3 – колодец; 4 – стальная труба диаметром 40. ..50 мм; 5 – теплоизоляционный материал; 6 – бетонная плита; 7 – якорь, состоящий из слоя бетона и анкерной плиты размером 40X40X5 см; 8 – защитная труба; 9 – перфорация; 10 – бетонный массив

Марки – это устройства с фиксированной в плане точкой, закладываемые в исследуемое сооружение или основание и перемещающиеся совместно с ним.

Марки служат для определения деформаций (обычно осадки). Они классифицируются:

По размещению:

– поверхностные;

– глубинные;

2) По местоположению:

– грунтовые;

– стенные;

3) По назначению:

– постоянные;

– временные;

Поверхностные марки служат для измерения суммарных осадок тела плотины и основания, их располагают на гребне, откосах или бермах грунтовых плотин. Подошву такой марки располагают на 0,5м ниже глубины промерзания данного района. Наблюдения за плановыми перемещениями гребня или берм плотин выполняют методами «створов».

Для эксплуатационных целей высотные марки располагают строго по продольной или поперечным осям:

– продольные: по гребню, у подошв низового откоса;

– поперечные: на 100-250м в пойме, 50-100м в русловой части;

Глубинные и телескопические марки размещают в тех же створах на расстояние 1-1,5м от поверхности, а по высоте через 20-30м в местах излома очертания профиля плотины. На поперечнике устанавливают несколько марок (не менее 3шт.) через 10-20м. На верховом откосе марки размещают на участке от гребня до отметки НПУ и на 1-2м выше отметки УМО.

Рисунок 5.3 – Глубинные марки для измерения осадок в теле грунтовой плотины

1 — крышка; 2труба; 3 – марка; 4 – центрирующая крышка; 5 — свинцовые заклепки; 6 – защитная труба; 7 штанга; 8 – кольцевая прокладка; 9 – вкладное кольцо; 10 – телескопическое звено защитной трубы; 11 – железобетонная плита

Рисунок 5.4 – Схема размещения марок и створных знаков на грунтовой плотине

I — IV – продольные створы;

А, Б, В – поперечные створы;

1,2 – для определения продольной и поперечной осадки; 3 — для фиксирования определения выпора грунта; 4 – створные знаки

Створные знаки – это указатели, устанавливаемые для фиксирования расстояния по длине сооружения.

5.2 Конструкции пьезометров

С помощью пьезометров производят наблюдения за фильтрацией воды в теле плотины.

Классификация пьезометров:

По способу установки:

– закладные: устанавливаются во время строительства сооружения;

– опускные: применяются в строящихся и построенных сооружениях.

2) По местоположению водоприемника:

– поверхностные;

– глубинные;

– точечные;

3) По местоположению устья:

– безнапорные;

– напорные;

Число и месторасположения пьезометров находят в каждом конкретном случае в зависимости от конструкции, размеров геологического строения тела плотины, гидрологических особенностей и других условий. Обычно створы марок и пьезометров совмещают.

На свободных участках плотин или дамб створы располагают на расстоянии 100-150м в русловой части и 150-250м в пойме. В теле плотины размещают и в береговых примыканиях не менее 3-х створов. В каждом створе должно быть не менее 3-х пьезометров и минимум 1 в НБ сооружения. Всего в створе 5 пьезометров.

Рисунок 5.5 – Поверхностный пьезометр

Рисунок 5.6 – Глубинный пьезометр

1 – крышка; 2 – устье; 3 – гравийная отсыпка; 4 – тампон из суглинка; 5 муфта; 6 труба диаметром 60. . .75 мм; 7 — обсыпка промытым крупнозернистым песком или мелким гравием; 8 — водоприемник; 9 – место обсадной трубы; 10 – отстойник; 11 – пробка; 12 – граничная подушка; 13 – засыпка грунтом; 14 – подошва сооружения

Рисунок 5.7 – Схема размещения пьезометров в земляной плотине

6. ВОДООХРАННЫЕ ЗОНЫ И ПРИБРЕЖНЫЕ ЗАЩИТНЫЕ ПОЛОСЫ

Положение «Водоохранные зоны (ВХЗ) и защитные полосы (ЗП)» утверждено постановлением правительства от 23.11.1996 года. Водоохранной зоной является территория, примыкающая к акваториям рек, озер, водохранилищ и других поверхностных объектов, на которой устанавливается специальный режим хозяйственной и иных видов деятельности с целью предотвращения загрязнения, засорения, засоления и истощения водных объектов, а также сохранения среды обитания объектов животного и растительного мира. В пределах водоохранных зон устанавливается прибрежные защитные полосы, на территории которых вводятся дополнительные ограничения природопользования.

Ширина водоохранных зон и прибрежных защитных полос для водохранилищ устанавливаются от уреза воды при НПУ.

Минимальная ширина водоохранных зон для участков рек устанавливается в зависимости от протяженности с плавным увеличением ширины зоны от истока к устью: т.к. река длиной 50 км, то ширина водоохраной зоны 100м.

Минимальная ширина водоохраной зоны для водохранилищ: при площади водохранилища более 2 км2 составляет 500м.

В пределах ВХЗ запрещается:

– проведение авиационных работ;

– применение химических средств защиты от вредителей;

– размещение складов ядохимикатов, навозных стоков, скотомогильников;

– вырубка леса;

– стоянки автотранспорта;

– размещение дачных и садовоогородных участков.

Прибрежные полосы – это часть водоохраной зоны, территория которой непосредственно прилегает к водному объекту.

Минимальная ширина прибрежных защитных полос для рек, озер, водохранилищ:

пашня – уклон до 30- от35 до 55м; луга и сенокосы – уклон до 30- от 25 до 35м; лес и кустарники – уклон до 30- от 35 до 50м.

В пределах ПЗП дополнительно к ограничениям по ВХЗ запрещается:

– распашка земель;

– применение удобрений;

– складирование отвалов размываемых грунтов;

– выпас и организация летних лагерей скота;

– установка сезонных стационарных палаточных городков;

– движение автомобилей и тракторов;

Прибрежные защитные полосы должны быть заняты древесной кустарниковой растительностью.

Кроме этого имеются зоны санитарной охраны, которые имеют цель не только санитарную охрану водных источников от загрязнения качественного и количественного состава воды этих источников, а также санитарную охрану всех водных сооружений, водопроводов и окружающие водные источники и т.д.

Зоны санитарной охраны имеют три пояса:

Зоны санитарной охраны поверхностного источника централизованного водоснабжения, не допускаются все виды рыболовства и рыборазведения;

Указанное водопользование разрешается по согласованию с местными органами санэпидемиологической службы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе был сделан прогноз подпора грунтовых вод и рассчитано подтопление территорий в зонах водохранилища: проведен расчет неустановившегося подпора для полубесконечного потока; расчет неустановившегося подпора для потока с постоянным напором на удаленной границе; расчет понижения уровня грунтовых вод на землях, подтопленных водохранилищем с помощью дренируемых устройств. Оценены зоны возможного затопления при разрушении ГТС, при этом максимальный уровень затопления территории будет наблюдаться в 2-м створе на отметке Н=43,0 мБс.

Проведен технико-экономический расчет ВХК и его участников, результат расчета является эффективным и распределение затрат между участниками ВХК выбрано правильно.

Комплексная оценка загрязненности сточными водами показала следующие данные:

– необходимая степень очистки по взвешенным веществам:

– необходимая степень очистки по БПК:

Эти два показателя характеризуют достаточно высокую самоочищаемость водоема.

Построены кривые Q=f(a) от величины открытия затвора (рисунок 4.1).

Рассмотрена контрольно-измерительная аппаратура для своевременного выявления изменений, происходящих в сооружении и его основании, а также для проверки теоретических предпосылок проектирования плотины, и установлены водоохранные зоны и прибрежные защитные полосы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1) Ресурсы поверхностных вод СССР. Т.15. Алтай и Западная Сибирь.- Вып.2. Средняя Обь- Л.: Гидрометеоиздат, 1972.

2) Гидротехнические сооружения /Г.В. Железняков, Ю.А. Ибад-эаде, П.Л. Иванов и др.; Под общ. ред. В.П. Недриги. — М.: Стройиздат, 1983.– 543 с., ил.– (Справочник проектировщика).

3) Справочник по гидравлическим расчетам. Под редакцией П.Г. Киселева. Изд. 4-е, переработ. и доп. М., «Энергия», 1972. 312 с. с ил.

4) Водный кодекс Российской Федерации (по состоянию на 20 сентября 2008 года) – Новосибирск: Сиб. унив. изд. – во, 2008 – 47с.

Поделиться статьёй
Поделиться в telegram
Поделиться в whatsapp
Поделиться в vk
Поделиться в facebook
Поделиться в twitter
Илья Бирюков
Илья Бирюков
Окончил РГУНГ, факультет химической технологии и экологии. Работаю преподавателем на кафедре экологии уже 18 лет. Очень люблю свою профессию, поскольку тема охраны окружающей природной среды сейчас очень актуальна. Написал 10 научных статей и 3 диссертации. С удовольствием делюсь своими знаниями с подрастающим поколением и хочу сделать их экологически образованными. Поэтому и решил кроме работы в вузе, помогать студентам и на сайте «Диплом777».

Ещё статьи

Нет времени делать работу? Закажите!
Вид работы
Тема
Email

Отправляя форму, вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности и обработкой ваших персональных данных.