1.1. Общие принципы расчёта

Струйная теория объединения водотоков кардинально изменяет представления о динамике сточных вод в реке [12].

 Удельная кинетическая энергия реки образует склон от фарватера к берегу, изменяясь от максимума до нуля. Струя, внедрившаяся в реку, имеет собственную энергию, половина которой затрачивается на преодоление сопротивлений при внедрении в водоток. Оставшейся энергии струи недостаточно для преодоления склона энергии в реке. Река прижимает струю к берегу, но не разрушает её. В установившемся турбулентном течении реки струя сточных вод длительное время продолжает  своё компактное существование  и перемещается на десятки километров.

Это происходит, во-первых, потому, что струю поддерживает большее количество энергии, чем обычно имеется в речных струях, прилегающих к берегу. Во-вторых, турбулентная струя находится в турбулентно диффузном ограждении, препятствующем проникновению воды за пределы и внутрь ограждения струи. В струе сохраняются неизменными исходный состав веществ и их концентрации.

При движении струя теряет энергию. Это выражается в сокращении площади ограждения и приводит к высвобождению части расхода воды. Освободившийся расход поступает в соседнюю речную струю. Происходит постепенное размывание внедрённой струи по плоскости контакта с соседней струей. Аналогичный процесс передачи расхода воды продолжается между другими соседствующими струями, но с последовательно уменьшающейся интенсивностью.

Вместе с расходом воды из струи сточных вод в струю речной воды поступает расход массы вещества (поток вещества, массоток), выражаемый произведением расхода воды на концентрацию вещества (г/ч), переносимого этой водой.

При разработке  детального метода турбулентной диффузии А. В. Караушев рассматривал изменение концентрации вещества в отдельных клетках поля. Расход воды в каждой клетке он приравнял к расходу сточных вод, а ширину её поставил в зависимость от средней глубины реки и скорости течения воды в ней. В энергетическом (струйном) методе мы условно выделяем струю с расходом, равным расходу сточных вод, --- определяющую струю. Но ширину струи принимаем равной ширине притока (точнее --- ширине фронта внедрения притока). Она связана с глубиной воды в притоке, а не со средней глубиной в реке. В струйном методе ширина каждой из струй в реке зависит от речной глубины в месте течения струи. Она тем меньше, чем глубже водоток.

Максимальный остаток струи сточных вод располагается только в определяющей струе. Расчётная максимальная концентрация вещества j в реке есть средняя плотность массотока в определяющей струе. Баланс массотока, переносимого определяющей струёй,  выражаем уравнением


где Псмj - суммарный массоток в определяющей струе, г/с;  μПстj- массоток в остатке внедрённой струи, г/с; μ- коэффициент остатка расхода воды; Пстj - массоток в струе, внедрённой в реку, г/с; (1 – μpj - массоток, дополняющий остаток до полной струи, г/с.
Массоток определяем по формуле


где Qст - расход струи внедрения,  Cj - концентрация вещества j. Первый член в квадратных скобках уравнения (1.1) выражает остаток массотока в остатке струи сточных вод, второй член --- дополнение массотока из реки на уровне концентрации соседствующей струи (рабочего фона).
Для расчёта влияния на речную воду обособленного выпуска сточных вод в реку удобна формула, традиционно выраженная в концентрациях вещества


При выводе формулы учли, что расход воды в определяющей струе один и тот же: Qсмj = Qстj = Qpj. Формулу (1.2) получили, предварительно разделив на этот расход каждый элемент баланса (1.1).

Долю остатка струи сточных вод на контрольном створе выражаем коэффициентом остатка μz, который вычисляем по формуле


где ΔX - шаг процесса объединения водотоков, м; X - расстояние от выпуска до расчётного створа, например, расстояние до контрольного створа, м.
Шаг процесса определяем по формуле (1.4)


где Kc - коэффициент шага струи, равный 2,7;  l - контур внедрения, периметр контура,  l = b / (sin α) - для прибрежного; l = π d - для круглого сечения при истечении под уровень, м; l = 0,71 π d -  для круглого сечения при истечении под уровень из двухструйного насадка или при затоплении трубчатого прибрежного выпуска, м; Kl- коэффициент удлинения шага за счёт скорости соседней струи:


где Vг - скорость струи, прилегающей к внедрённой струе, м/с;  Uo - скорость струи в месте внедрения, м/с; Ψ- константа, относительная средняя скорость за время уменьшения квадрата начальной скорости в два раза, Ψ = 0,85[1].

Для выпуска под уровень скорость Uo ограничивается скоростью отрыва струи, которая принимается по паспортным данным насадки[2]. Формула шага процесса учитывает различие каждого способа внедрения сточных вод в реку.

Для первых 309 шагов значения коэффициента остатка приведены в прил. 1. Таблица составлена на основе расчётов поля концентраций вещества в акватории по методу А. В. Караушева при нулевом значении фона в водотоке неограниченной ширины[3].



[1] 
[2] Конструкция двухструйной насадки разработана в Красноярском региональном отделении МАЭП им. В.~С.~Алтунина.
 
[3] При равных шагах процесса результат расчёта по детальному методу А.~В.~Караушева не отличается от результата расчёта по струйному методу.

Комментарии материала:

Разместить комментарий

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
Часто встречающиеся на улицах Берлина газоны формата “бурьяны по колено”, на самом деле являются частью глубоко продуманной стратегии, направленной на улучшение качества городской среды. В Берлине на улицах, пустырях, разделительных полосах и обочинах дорог часто можно встретить газоны формата “бурьяны по колено”. По приезду я считала, что это странно, неухоженно, и садовники недорабатывают.  А потом прочитала об этом больше и потом в школе изучала - оказывается, та...
Девятнадцать человек погибли при тушении лесного пожара у китайского города Сичан. На острове Ява становится популярным «зелёный ислам». «Выйти на природу» не нарушая карантин теперь можно в режиме онлайн. Перебои с продовольствием и нехватка общения из-за коронавируса грозят и людям и животным. Эти и другие темы в новом выпуске Дайджеста Международного Социально - экологического союза от Света Забелина. Охрана природы, проблемы окружающей среды и развития человечества....
Проблемы окружающей среды и развития человечества. Всё важное, что произошло в России и мире на сегодняшний день. Дайджест Международного Социально - экологического союза от Света Забелина.   Дайджест за 21-24 апреля 2020 года. Сегодня в номере: ГЛОБАЛЬНЫЕ И РЕГИОНАЛЬНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ И ИНЫЕ ПРОЦЕССЫ РАЗВИТИЯ. КРИЗИСЫ.  ОТХОДЫ. МУСОР.   ЗАГРЯЗНЕНИЕ СРЕДЫ. АТОМ МИРНЫЙ И НЕ-МИРНЫЙ. ТЕХНОЛОГИИ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ПРИРОДЫ. СУ...
На Сахалине задержали за браконьерство мэра города Оха. По мере накопления новых данных о SARS-CoV-2 становится понятно, что это очень необычный вирус. На берегу Белого моря, в отдаленном селе Кузомень Мурманской области, живут одичавшие якутские лошади. Эти и другие темы в новом выпуске Дайджеста Международного Социально - экологического союза от Света Забелина. Охрана природы, проблемы окружающей среды и развития человечества. Всё важное и интересное, что произошло в России и мире на теку...
Когда граждане поддерживают власть, как активисты разбудили Екатеринбург, дикий арт и 1001 фактов о вегетарианстве. Эти и другие темы о человеке в окружающем мире в новом выпуске Дайджеста Международного Социально - экологического союза от Света Забелина. Дайджест за 21-24 апреля 2020 года.   ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ КАПИТАЛ. РАЗВИТИЕ И УЩЕРБЫ. Социологическая ассоциация Gallup International провела вторую волну масштабного международного исследования, посвященного пандемии коронавируса. Первый э...

Материалы данного раздела

Фотогалерея

Интересные ссылки

Коллекция экологических ссылок

Коллекция экологических ссылок

Коллекция экологических ссылок

«Спутниковый мониторинг пожаров на Дальнем востоке России». Сервис работает на основе технологии «Геомиксер», разработанной в ИТЦ «СКАНЭКС»

 

Активность на сайте

сортировать по иконкам
42 недели 3 дня назад
Марина Иванова
Марина Иванова аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 192,446 |

Спасибо за ссылку. Очень пригодилась! ...

4 года 2 недели назад
martaka maminov
martaka maminov аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 192,446 |

Обращайтесь, отличная компания http://www.ecocentrp.ru/about/...

4 года 14 недель назад
Глеб савельев
Глеб савельев аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 192,446 |

нужна схема пещер с измерениями

4 года 18 недель назад
Ольга Волобуева
Ольга Волобуева аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 192,446 |

если Вы обладаете информацией , как составить топокарту пещеры, пишите нам. Очень нужна помощь в составлении паспорта объекта

1 год 23 недели назад
Надежда Бреева
Надежда Бреева аватар
Бутырский район

Смотрели: 5,937 |

Экология в Новой Москве . Поселение Щаповское.

Щапово (Александрово) — посёлок в Троицком административном округе Москвы (до 1...

размешен 30.05.20 | Тип: Статью

Родословную редких дальневосточных леопардов впервые составили в Приморье. Благоприятная экологическая обстановка и развитая зеленая инфраструктура в городе — предмет общес...

размешен 30.05.20 | Тип: Новость

Новое в экологических рассылках на текущий день.

...
размешен 29.05.20 | Тип: Статью

Ученые бьют тревогу: на грани исчезновения находятся каланы на Курилах. «Затерянные» первобытные леса ...

размешен 29.05.20 | Тип: Новость

Новое в экологических рассылках на текущий день.

...
размешен 28.05.20 | Тип: Новость

Активисты регионального отделения Общероссийского народного фронта направили сигнал о несанкционированной свалке в деревне Петуховы в Кирове региональному оператору. Жители насел...

Подпишись на рассылку

Будьте в курсе последних новостей!

RSS-материал