Ответ анониму

          После своих публикаций по вопросам расчетов загрязнения рек я получил два анонимных послания. У них один автор, который по понятным причинам не разрешил публикацию его текстов. Однако,  затронутые им темы и ответы на его замечания могут представлять общий интерес, как иллюстрация реакции  апологетов отжившей идеологии на идею выхода из её кризиса. Ради удобства чтения я оформил замечания в виде вопросов, не обнажающих агрессивность анонима, и дал на них ответы. 

Вопрос:  Придуманная тобой норма ПДМ очень похожа на отменённую ПДС. Поэтому она не будет долго действовать. И её отменят так же как ПДС. Чем она лучше?      

Ответ:  Я не придумал норму, а рассмотрел причины отмены ПДС и попытался их устранить. Главными причинами давнего отторжения нормы ПДС были, с одной стороны, внутренняя её противоречивость, с другой –  несоответствие принципам управления нагрузкой на реку. Следовало попытаться найти конфликты или найти вариант нормы, наиболее близкий к природе.

Внутренняя противоречивость заключалась в том, что размерность нормы отражает расход вещества в струе сточных вод (массоток), а в расчётах и при использовании фигурирует не массоток, а концентрация, так как считалось, что концентрация распространяется в реке самостоятельно в процессе смешения. Принципы управление были построены на мнимом движении концентрации вещества в виртуальном процессе смешения.

Считалось, что концентрация вещества движется в водотоке в направлении, не совпадающем с течением воды, и с иной скоростью. Например, в методе ТПИ, разработанном Л.Л. Паалем и В.А. Сууркаском, и методе  УралНИИВХ, разработанном И.С. Шаховым и В.В. Мороковым было принято, что концентрация вещества разбегалась в стороны по вероятностной схеме, а  вода в реке продолжала движение в направлении устья.

На самом деле массоток перемещается на молекулярном уровне в составе водотока со скоростью и в направлении движения  воды. Смешения не происходит. Струя сточных вод продолжает своё движение в реке. Постепенно её расход уменьшается. Концентрация вещества в речной воде – это лишь характеристика воды по относительному содержанию массотока в расходе воды, в котором он, этот массоток, существует и распространяется по реке.  Причиной изменения концентрации вещества в воде является изменение величины массотока.

Несовместимость между выражением результата нормирования по массотоку (г/ч) и методом управления нагрузками на реку по концентрации и расходу воды, а также преждевременность внедрения ПДС, обнажились сразу. В 1985 г. у пользователей ПДС даже калькуляторов не было, а перемножать на счётах расход воды и концентрацию вещества – утомительное занятие, которое было доступно не каждому. Вместо ПДС в стране сразу стали контролировать не норму, а лимиты. Рассчитывать их не было надобности. ПДС ни дня не работал в задуманном режиме. К тому же название ПДС не соответствовало содержанию нормы. Слово «сброс», обозначает более общее понятие, чем сама норма, выраженная в размерности массотока (г/ч).

Применение его свидетельствует о недостаточном понимании сущности нормы, впервые введённой в практику (Получилось точно по капитану Врунгелю: «Как вы судно назовёте, так оно и поплывёт»). 

Только по своей размерности норма ПДС не вписывалась в законодательную нормативную среду. Этого было  достаточно, чтобы норма оказалась лишней. В предлагаемом методе расчёта нормы ПДМ смешение вообще не применяется. Вы правы: при существующей идеологии нормативно правового обеспечения (на основе смешения), норму ПДМ применять не будут.  

Вопрос: Ты, как и другие, допускаешь, чтобы по 500 м после каждого выпуска были грязными. У нас сотни тысяч выпусков. Значит, допускаешь загрязнение более, чем на 50-ти тысячах километров.

Ответ:  Сравните вашу цифру с длиной рек. Результат выразится пренебрежительно малой величиной. Спекулировать большими числами не следует. К тому же, струя не занимает всего сечения реки. Задачу обоснования расстояния до контрольного створа я перед собой не ставил.

Так как струя существует в реке самостоятельно, то появилась возможность разработать приёмы изменения течения реки так, чтобы струю разрушали силы самой реки. Для этого нужно обеспечить отрыв струи от берега. Между ней и берегом возникнет зона вихревого режима, в котором, и только в нём, станет разрушаться струя, а её остатки будет перемешаны с частью водотока. Но это не смешение, а перемешивание! Привлечение энергии реки сильно зависит от местных условий. Задачу будут решать специалисты по инженерной гидрологии. Гидротехническое устройство, отрывающие струю от берега, удастся располагать ближе 500 м от выпуска. 

Вопрос: В электронном журнале Программные системы: теории и приложения (№ 3(7)) в статье «Оптимальная схема нагрузки на бассейн реки» (2011 г.) ты показал норму в два раза большую, чем в брошюре «Нормирование антропогенного воздействия на речную воду» (2007 г.). Исходные данные те же. Значит теперь можно сильнее загрязнять р. Качу?

Ответ:  Нет это не так. Дело в том, что в более поздней работе была исправлена неверно рассчитанная  действующая часовая нагрузка на реку.  Для этого был применён коэффициент часовой неравномерности, равный двум.  

Здесь также уместно напомнить о нереальной гидрохимии сточных вод. Концентрация вещества в сточных водах определена в пробе, отобранной при часовом расходе воды, а в исходных данных показан расход сточных вод за предыдущие сутки. После перемножения среднечасового расхода воды на концентрацию вещества получился  примерно среднечасовой массоток, а не массоток во время наблюдения. В итоге все исходные массотоки веществ оказались заниженными кратно коэффициенту часовой неравномерности расхода сточных вод. Это было исправлено в более поздней работе.

В методах обработки  результатов наблюдения сточных вод следует применять правила,  аналогичные правилам реальной гидрохимии рек.

Вопрос:  Вообще расчёты ПДС, НДС, а теперь ещё, и ПДМ,  – это бесполезное занятие математикой. В европейских странах нормируют сточные воды «на конце трубы» на основе лучших технологий и добиваются успеха без математики. Надо и в нашей стране делать так же. А ты стремишься вернуть нас к отверженному прошлому. Ты европейскую систему не изучал ради оправдания своих, ни кому не нужных арифметических упражнений?

Ответ: Вы напрасно пытаетесь возобновить спор между физиками и лириками. Без математики не существовало бы ни искусственных спутников земли, ни мобильных телефонов.

В октябре 1979 г. я участвовал в работе советско-американского симпозиума «Методология и практика планирования охраны вод речных бассейнов», проходившего в г. Бостоне (штат Массачусетс). Мы знакомились с программами Агенства по охране окружающей среды (EPA)  и изучали работу по нормированию сбросов «на конце трубы». Я не получил ответов на многие вопросы, например: «Как рассчитываются очередные упреждающие параметры сточных вод?», «На какой основе оцениваются результаты воздействия на речные воды (в США в то время существовали не ПДК, а критерии качества воды для питья)?». На первый вопрос были ответы, означающие, что этапы определяется законом (я понял: безрасчётно волевым путём). На второй вопрос был ответ: «Такой оценки не требуется. Как только вода в реке станет чистой, сразу прекратим ужесточать требования к технологиям». Для себя я сделал вывод: система планирования нагрузок на конце трубы не пригодна для применения в нашей стране. В ней много произвола. Игнорируется связь между нормой и состоянием речных вод, что не позволяет ни обосновать требования к предельно необходимому уровню технологии, ни учитывать местные особенности водотока.

В России нет базы данных по наилучшим технологиям. Поэтому водопользователь не имеет возможности выбора.  Кроме того, разнообразие рек позволяет получить одинаковый водоохранный результат при разных технологических уровнях производства. Поэтому применение единого в стране стандарта на лучшую технологию менее экономично, чем стандарта, пригодного для бассейна реки. Для побора технологии нужны задаваемые критерии. Это экономически очень важно в совремённых условиях. Поэтому мы предложили норму ПДМ, представляющую собой норму на конце трубы, зависящую от требуемого состояния воды в реке, и временные нормы ВДМ, связанные с временно назначаемым «плохим» состоянием речной воды. Они допускают работу предприятия при несовершенной технологии на период, установленный СКИОВР.   

Вопрос: Ты напридумывал новые термины. А зачем? Разве нельзя обойтись старыми?

Ответ:  Я готов сохранить существующие термины, если вы обоснуете такими терминами названия хотя бы нижеперечисленных явлений.

• Передача из струи в струю части расхода сточных вод и части массотока (вместе с водой) через поверхность контакта, что отличает процесс от турбулентной диффузии.
• Произведения расхода воды, на концентрацию вещества, что не выражает массу вещества.
• Поверхность объёмной струи, образующейся при переходе движения от ламинарного к турбулентному, на существование которой впервые обращено внимание .
• Процесс образования некоторого количества струй с равными концентрациями вещества в них, ограниченных берегом и склоном энергии. Это не «полное смешение», так как остальная часть водотока не участвует. Но и неполным его назвать нельзя, потому, что процесс завершен.

Виталий Знаменский
15 июля 2011 г.