Р 52.24.627-2007 Усовершенствованные методы прогностических расчетов распространения по речной сети зон высокозагрязненных вод с учетом форм миграции наиболее опасных загрязняющих веществ

     5.3 Ориентировочный прогноз основных характеристик перемещающейся по водотоку зоны высокозагрязненных вод

5.3.1 Состав и содержание рекомендованных для прогноза математических моделей ориентированы на разные уровни полноты исходной информации об условиях аварийного сброса и характеристиках речного потока.

5.3.2 Исходной информацией для прогноза являются зафиксированные в пределах небольшого периода времени (часы, несколько суток) в одном из створов контроля за качеством воды в реке неединичные значения концентраций загрязняющего вещества в растворенной или валовой форме миграции (или ряда загрязняющих веществ), превышающие уровень .

Примечание - Важной дополнительной информацией могут служить данные о содержании загрязняющего вещества в растворенной форме и на взвешенных веществах. В этом случае появляется возможность учесть или уточнить в прогностических расчетах действительное соотношение долей вещества, мигрирующего в воде на взвеси и в растворенной форме.

Общая блок-схема проведения расчетов характеристик зоны высокозагрязненных вод в контрольных створах водного объекта показана на рисунке 2.

Рисунок 2 - Общая блок-схема проведения прогностических расчетов характеристик зоны высокозагрязненных вод в контрольных створах водного объекта

Если принять условие, что распределение значений концентрации загрязняющего вещества в зоне высокозагрязненных вод имеет примерно одинаковый вид по всей ширине реки, очертания поперечного сечения реки близки к прямоугольнику и перемешивание вод по вертикали происходит практически мгновенно, то в основу модели можно положить широко известное решение одномерного уравнения дисперсии для точечного сброса вещества в водный поток, представляемое в виде выражения [8]:

,                                       (15)

где - средняя концентрация вещества в водном потоке на расстоянии через время , г/м;

- начальная масса сброшенного в поток вещества, г;

- площадь поперечного сечения водного потока, м;

- коэффициент продольной дисперсии, м/с;

- время, прошедшее от начала сброса вещества в водоток, с;

- коэффициент скорости самоочищения воды от сброшенного вещества, 1/с.

Поскольку описанную выражением (15) "точечность" сброса вещества в реку достаточно достоверно невозможно воспроизвести даже с помощью искусственного трассера, для решения задачи целесообразно рассматривать продольное распределение значений концентрации вещества как единую совокупность таких точечных сбросов вещества. Это условие позволяет преобразовать выражение (15) в следующий вид

,                                               (16)

     
;                           (17)

     
;                                                  (18)

где - концентрация вещества -м сегменте распределения значений концентрации вещества в заданном контрольном створе с учетом формирования концентраций вещества во всех сегментах этого распределения значений концентрации, г/м;

- концентрация загрязняющего вещества в заданном контрольном створе до прохождения через него зоны высокозагрязненных вод, г/м;

- концентрация загрязняющего вещества в заданном контрольном створе реки в -м сегменте (или периоде времени) распределения значений повышенных концентраций по данным пересчета значений концентрации этого вещества из -го сегмента (без учета влияния формирования значений концентраций в соседних сегментах, т.е. -й сегмент рассматривается здесь изолированно от остальной части распределения значений концентрации), г/м;

- концентрация загрязняющего вещества в -м сегменте распределения значений концентрации в исходном створе реки, г/м (рисунок 3);

- шаг по времени при разбиении распределения повышенных значений концентрации вещества на сегменты в рассматриваемой зоне высокозагрязненных вод, с;

- номер сегмента в исходном распределении значений концентрации вещества, для которого ведется экстраполяционный расчет;

- номер очередного сегмента с концентрацией , включенного в расчет параметра ;