МОДЕЛИРОВАНИЕ РАЗВЕТВЛЕННОЙ ВОДНОЙ СИСТЕМЫ С ЦЕЛЬЮ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РЕГИОНАЛЬНЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ НОРМАТИВОВ
статья

УДК 504.06

МОДЕЛИРОВАНИЕ РАЗВЕТВЛЕННОЙ ВОДНОЙ СИСТЕМЫ С ЦЕЛЬЮ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РЕГИОНАЛЬНЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ НОРМАТИВОВ

М.А. Аралина, А.И. Шишкин

Санкт-Петербургский государственный технологический университет промышленных технологий и дизайна

Аннотация: Научная статья посвящена методам распределения нагрузки загрязняющих веществ между водопользователями в бассейне реки Волхов.  Построена линейная схема реки. Рассчитаны  фактическая и допустимая масса сброса, а так же НДВ и НДС.

Ключевые слова: бассейн реки Волхов, загрязняющие вещества, БПКп, Fe общ, водопользователи, водохозяйственный участок, водовыпуски, масса сброса, концентрация загрязняющего вещества, норматив допустимого воздействия, норматив допустимого сброса.

Бассейн реки Волхов с озером Ильмень принадлежит водосбору Ладожского озера, являющегося частью бассейна реки Невы, впадающей в Финский залив Балтийского моря, и занимает площадь 80,2 тыс. км2. Располагается на территории четырех областей – Ленинградской (8%), Новгородской (61%), Псковской (21%) и Тверской (10 %). Максимальная протяженность бассейна с севера на юг составляет около 550 км с запада на восток – 370 км.

Бассейн реки Волхов расположен на территориях Северо-Западного и Центрального экономических районов Российской Федерации.

Природно-ресурсный потенциал рассматриваемой территории невелик. Наибольшее значение имеют земельные, водные и лесные ресурсы, меньшую роль играют отдельные минерально-сырьевые ресурсы.[1]

 Построена линейная схема бассейна реки Волхов (рисунок 1) с притоками и водовыпусками с указанием расстояния от устья.[2]

Рисунок 1 Карта-схема водохозяйственного районирования территории бассейна реки Волхов с притоками и водовыпусками: 1-ОАО Акрон; 2-МУП В.Новгород " Ремонт и строительство дорог"; 3- НПС Кириши; 4-Киришиоргсинтез; 5- Газпром трансгаз; 6-Волховнефтехим; 7-Волховский ЖКХ; 8-Водоканал Сервис; 9-Волховская ГЭС.

Для  удобного расчета фона для отдельных РВП по контрольному створу  линейная схема была поделена на 3 участка.(Рисунок 2), для удобного расчета НДВ и НДС

Рисунок 2 Расчетные участки с указанием контрольного створа по реке Волхов

При СфБПКп =1,88 в 1 КС получено Сmax=2,02, в 2 КС Сmax=2,051, в 3 КС Сmax=2,062. При СфFeобщ =0,23 в 1 КС получено Сmax=0,231, в 2 КС Сmax=0,233, в 3 КС Сmax=0,234.(рисунок 2)

На всем участке реки расположено 9 водопользователей с различными видами деятельности оказывающие влияние на состояние водных объектов бассейна реки Волхов, список предприятий приведен выше. Было проведено ранжирование предприятий по массам сброса семи загрязняющих веществ, а так же по массам ингредиентов, которые содержатся в сточных водах.[2]

Таблица 1  

Концентрация и масса сброса загрязняющих веществ

Таким образом по результатам расчета фактическая масса сброса БПКполн по всем 9 водопользователям ровна 102528 г/час (7881 т/год): ОАО Акрон 8856 г/час, МУП " Ремонт и строительство дорог"-5292 г/час, Киришинефтьоргсинтез - 12,6 г/час, НПС Кириши - 4236 г/час, Газпром трансгаз- 1,12 г/час, Волховнефтехим - 2039 г/час, Волховский ЖКХ - 1,76 г/час, Водоканал Сервис - 348 г/час, Волховская ГЭС- 2059 г/час, из них наибольшую нагрузку на водный объект оказывают ОАО Акрон 85%, МУП " Ремонт и строительство дорог"- 5%, Киришинефтьоргсинтез - 4%. Допустимая масса сброса БПКполн ровна 2946852 г/час. ОАО Акрон - 6123 г/час,  МУП В.Новгород " Ремонт и строительство дорог"- 3837 г/час,  НПС Кириши - 101 г/час, Киришинефтьоргсинтез - 1647 г/час, Газпром трансгаз- 2192 г/час, Волховнефтехим - 2599 г/час, Волховский ЖКХ- 1519 г/час, Водоканал Сервис - 2890 г/час, Волховская ГЭС - 1418 г/час.

 Но согласно методике " Оценка техногенного воздействия на водные объекты с применением ГИС" значение максимальной концентрации в контрольном створе не превышает ПДК, то значения допустимой концентрации берутся равным фактическим значениям концентрации сточных вод. Следовательно, допустимая масса сброса БПКполн будет ровна 102528 г/с.[3]

Фактическая масса сброса по железу общему по 9 водопользователям ровна 1440 г/час (10,79 т/год): ОАО Акрон - 342,36 г/час, МУП " Ремонт и строительство дорог" - 158,4 г/час, Киришинефтьоргсинтез - 0,468 г/час, НПС Кириши - 426,24 г/час, Газпром трансгаз -0,198 г/час, Волховнефтехим - 86,4 г/час, Волховский ЖКХ - 0 г/с, Водоканал Сервис - 3,6 г/час, Волховская ГЭС - 200,16 г/час, из них наибольшую нагрузку на водный объект оказывают Киришнефтьоргсинтез 35%, ОАО Акрон -28%, МУП " Ремонт и строительство дорог-13%.  Так как , фоновая концентрация (Сф=0,23 мг/л) железа общего превышает ПДК ( ПДК=0,1 мг/л) для решения обратной задачи брали расчетную фоновую концентрацию равной 0,099 мг/л. Следовательно, допустимая масса сброса железа общего ровна  17617 г/с. ОАО Акрон - 1188 г/час, МУП " Ремонт и строительство дорог" - 374,4 г/час, Киришинефтьоргсинтез - 15,12 г/час, НПС Кириши - 15156 г/час, Газпром трансгаз -0,199 г/час, Волховнефтехим - 860,4 г/час, Волховский ЖКХ - 0 г/с, Водоканал Сервис - 3,564 г/час, Волховская ГЭС - 19,8 г/час

Рисунок 4 Изменение зависимости Сmax по длине реки Волхов: I- ОАО Акрон, II - МУП В.Новгород "Ремонт и строительство дорог",IV - Киришиоргсинтез, VI-Волховнефтехим, VII - Водоканал Сервис, IX - Волховская ГЭС

По рисунку 4 можем сказать, что наибольший сброс загрязняющих веществ по БПКп на первом участке от I- ОАО Акрон, II - МУП В.Новгород "Ремонт и строительство дорог"; на втором участке от IV - Киришиоргсинтез; на третьем участке от VI-Волховнефтехим, VII - Водоканал Сервис, IX - Волховская ГЭС.

Наибольший сброс загрязняющего вещества Feобщ на 1 участке производит от II - МУП В.Новгород "Ремонт и строительство дорог"; на втором от IV - Киришиоргсинтез; на третьем от IX - Волховская ГЭС

По формуле расчитаны величины НДВхим:

НДВхим = Cнр Wуч - SUM(Cнр Wест + Cнвх Wвх + Cнобпр Wобпр),                    (1)

где Wуч - общий объем стока на водохозяйственном участке №14 к замыкающему створу выходящего из оз.Ильмень , млн. м3; Wест - объем местного стока в пределах расчетного участка №14-15,№6,№7 млн. м3; Wвх - объем стока, поступающий с вышерасположенного водохозяйственного участка, млн. м3; Wобпр - объем стока, поступающий с притоками первого порядка, обособленными в самостоятельные расчетные участки со своими нормативами качества воды водного объекта, млн. м3;  Cнр- норматив качества воды водного объекта для водохозяйственного участка № 14 к замыкающему створу выходящего из оз.Ильмень , мг/л; Cнвх - норматив качества воды водного объекта для вышерасположенного водохозяйственного участка №15 ,№6, №7, мг/л.[4]

Таблица 3

Результаты расчета НДВхим

Таблица 4

Сравнение фактических и допустимых масс сброса в т/год

Таким образом, сравнив фактическую и допустимую массу сброса по БПКп по всем предприятиям не превышают НДВ при фоне для первого участка 1,88 г/м3, для второго участка Сф2=2,02 г/м3, для 3 участка Сф3=2,051 г/м3.

Фактическая и допустимая масса сброса по Feобщ

Библиографический список:

 1 «Разработка проекта нормативов допустимого воздействия по бассейну реки Нева, включая реки Свирь, Волхов (Российская часть бассейна), реки бассейна Онежского и Ладожского озер», ГГИ ,2010 г.

2   Аралина М.А. Нормирование допустимых сбросов для водопользователей бассейна реки / М.А. Аралина, А.И. Кушнеров, А.И. Шишкин  / / Энергетика, Экология и Бизнес: Тезисы докладов Международной научно-практической конференции обучающихся и преподавателей ВУЗов. ВШТЭ СПбГУПТД. – СПб., 2017. Вып. 1 – 114 с

3 Оценка техногенного воздействия на водные объекты с применением геоинформационных систем : Учебно-методическое пособие / А.И. Шишкин, А.В. Епифанов, Д.В. Шаренков, Н.С. Хуршудян, И.В. Антонов.- СПб: СПбГТУРП, 2014.-210с.

4   Методические указания по разработке нормативов допустимого воздействия на водные объекты. Утв. Приказом МПР России от 12.2.2007 г.  № 328.

MODELING OF THE ELECTORAL WATER SYSTEM FOR THE PURPOSE OF REGIONAL ENVIRONMENTAL REGULATIONS

M.A. Aralina, A.I. Shishkin

Saint-Petersburg State Technological University of Industrial Technologies and Design

Abstract: The scientific article is devoted to methods of load distribution of pollutants between water users in the basin of the Volkhov river. Built a linear scheme of the river. The calculated actual and the permissible mass reset, as well as NDV and VAT.

Keywords: the basin of the river Volkhov, pollutants, Bpkp, Fe common, water users, water management land, water outlets, mass discharge, concentration of pollutant, the standards of permissible impact norm of permissible relief.