Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Метод и система интегральной оценки показателей качества стока горных рек Вишневецкий Вячеслав Юрьевич

Метод и система интегральной оценки показателей качества стока горных рек
<
Метод и система интегральной оценки показателей качества стока горных рек Метод и система интегральной оценки показателей качества стока горных рек Метод и система интегральной оценки показателей качества стока горных рек Метод и система интегральной оценки показателей качества стока горных рек Метод и система интегральной оценки показателей качества стока горных рек Метод и система интегральной оценки показателей качества стока горных рек Метод и система интегральной оценки показателей качества стока горных рек Метод и система интегральной оценки показателей качества стока горных рек Метод и система интегральной оценки показателей качества стока горных рек
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Вишневецкий Вячеслав Юрьевич. Метод и система интегральной оценки показателей качества стока горных рек : диссертация ... кандидата технических наук : 05.11.17.- Таганрог, 2006.- 134 с.: ил. РГБ ОД, 61 06-5/3208

Содержание к диссертации

Введение

1. Обзор методов исследования показателей качества воды 7

1.1. Мониторинг водных ресурсов 7

1.2. Показатели качества воды 16

1.3. Типы загрязняющих веществ и методы их определения 26

1.4. Выводы по главе 1 35

2. Модель дисперсии загрязняющих веществ в реке 37

2.1. Общие положения построения моделей водных экосистем 37

2.2. Уравнения конвекции-диффузии, адвекции и их основные особенности 43

2.3. Построение модели расчета концентрации веществ в реке 47

2.4. Выводы по главе 2 54

3. Метод интегральной оценки показателей качества воды 56

3.1. Бассейновый принцип расчета пдс применительно к горным рекам 56

3.2. Методика расчета ПДС 67

3.3. выводы по главе 3 74

4. Экспериментальные исследования концентраций загрязняющих веществ в стоках горных рек 76

4.1. Методика и схема эксперимента 76

4.2. Обработка экспериментальных данных и результаты .. 79

4.3. Выводы по главе 4 90

5. Принципы построения системы контроля показателей качества стока горных рек 91

5.1. Общая схема системы экологического контроля 91

5.2. Результаты анализа стока горных рек 93

5.3. Рекомендации по применению разработанной методики для решения проблемы йододефицита 116

5.4. Выводы по главе 5 118

Заключение 120

Библиографический список 122

Приложения 131

Введение к работе

Человек, как и все живое на Земле, неотделим от биосферы, которая является необходимым естественным фактором его существования. Природа предпосылка и естественная основа жизнедеятельности людей, причем полноценная их жизнедеятельность возможна только в адекватных природных условиях. Человек может существовать лишь в достаточно определенных и весьма узких рамках окружающей природной среды, соответствующих биологическим особенностям его организма.

В настоящее время имеются серьезные проблемы загрязнения (атмосферы, вод, почв), кислотных дождей, радиационного поражения территории, а также утраты отдельных видов растений и живых организмов, оскудения биоресурсов [36, 37,38].

Наиболее тревожное положение сложилось с загрязнением водных ресурсов. Основными причинами являются неудовлетворительная работа очистных сооружений канализации, сброс в реки без очистки загрязненных ливневых стоков с территорий предприятий и населенных пунктов, отсутствие полигонов по утилизации промышленных отходов, захламление отходами водоохранных зон, эрозия земель.

Сохраняется неудовлетворительное положение с обеспечением населения питьевой водой, отвечающей нормативным требованиям [44, 45].

Недостаточная техническая оснащенность, отсутствие современных приборов учета количества стока рек, особенно малых, в горных условиях не позволяет составить достоверную картину характера биологического и химического загрязнения поверхностных вод. Обустройство постоянных створов требует значительных финансовых затрат, но изменчивость русел горных рек, особенно после частых бурных паводков, сводит на нет все усилия по измерениям поперечного сечения русла. При использовании существующего оборудования и финансирования мониторинга водных объектов за «чертой»

5 наблюдения остаются практически все притоки крупных рек, хотя именно с их

стоком в реку поступает основная часть загрязняющих веществ [49].

Для наиболее полного учёта всех факторов отрицательного воздействия на речные экосистемы и принятия конкретных мер по предотвращению загрязнения рек необходимо создать единую систему мониторинга водных ресурсов с учетом всех природных и антропогенных факторов, влияющих на их состояние.

В первой главе проводится обзор методов исследования показателей качества воды. В разделе «Мониторинг водных ресурсов» описывается общая проблема мониторинга водной среды с целью экологического контроля за ее состоянием. Описывается структура государственного мониторинга и необходимая нормативная база. Особое внимание уделено мониторингу бассейнов рек, показаны достоинства и недостатки существующих методов. В следующих разделах описываются показатели качества воды, составлена классификация показателей качества по различным признакам. Описаны типы загрязняющих веществ и методы их определения. В соответствии с проведенным обзором литературы сформулирована цель работы и задачи, которые необходимо решить для ее реализации.

Во второй главе рассматриваются вопросы моделирования водных экосистем. Предлагается моделирование дисперсии загрязняющих веществ в реке на основе уравнения конвекции-диффузии в простой геометрии со стационарным потоком. Сформулирована постановка задачи с учетом особенностей горных рек, граничные и начальные условия. Проведен расчет концентраций загрязняющих веществ в зависимости от времени.

В третьей главе описан разработанный метод интегральной оценки показателей качества воды. Разработанный метод основан на бассейновом принципе расчета предельно допустимых сбросов (ПДС). Бассейновый подход предполагает выявление всех источников загрязнения водных ресурсов, учет их совместного влияния на речную экосистему и взаимное влияние составных частей экосистемы реки друг на друга на всем протяжении реки и ее притоков.

Предложена схема, описывающая общую постановку задачи интегральной оценки качества воды с применением бассейнового принципа. Разработана методика выбора точек отбора проб. Приведены реальные карты речных бассейнов с точками отбора.

В четвертой главе описаны экспериментальные исследования показателей качества воды стока горных рек, основанные на использовании метода, разработанного в главе 3. Разработана методика отбора проб с учетом особенностей горных рек и схема экспериментальных исследований. Полученные результаты обработаны статистическими методами для обеспечения достоверности результатов. Результаты обработки представлены в виде Excel- диаграмм. Приведено сравнение результатов с существующими методиками. Получено уточнение расчета ПДС на 5-10 %.

В пятой главе на основе разработанного метода оценки предельно допустимых стоков и результатов моделирования составлена обобщенная схема системы экологического контроля качества воды в горных реках. Приведены результаты анализа стока горных рек с использованием разработанной системы. Показаны ее преимущества. Даны рекомендации по применению разработанной методики оценки показателей качества воды применительно к проблеме йододефицита.

В диссертации защищаются следующие научные положения.

  1. Метод интегральной оценки показателей качества воды, основанный на бассейновом принципе расчета предельно допустимых сбросов загрязняющих веществ.

  2. Модель дисперсии загрязняющих веществ применительно к горным рекам.

  3. Результаты экспериментальных исследований концентрации загрязняющих веществ в бассейне реки Кубань.

  4. Принципы построения системы экологического контроля показателей качества воды стока горных рек.

Типы загрязняющих веществ и методы их определения

Основными источниками загрязнения и засорения водоемов является недостаточно очищенные сточные воды промышленных и коммунальных предприятий, крупных животноводческих комплексов, отходы производства при разработке рудных ископаемых; воды шахт, рудников, обработке и сплаве лесоматериалов; сбросы водного и железнодорожного транспорта; отходы первичной обработки льна, пестициды и т.д. Загрязняющие вещества, попадая в природные водоемы, приводят к качественным изменениям воды, которые в основном проявляются в изменении физических свойств воды (появление неприятных запахов, привкусов и т.д.); в изменении химического состава воды, в частности, появление в ней вредных веществ, в наличии плавающих веществ на поверхности воды и откладывании их на дне водоемов [59, 87, 95].

Реки мира ежегодно выносят в морские и океанические воды более 1,8 млн.т нефтепродуктов [74]. В воде нефтяное загрязнение имеет различные формы. Оно может тонкой пленкой покрывать поверхность воды, а при разливах толщина нефтяного покрытия вначале может составлять несколько сантиметров. С течением времени образуется эмульсия нефти в воде или воды в нефти. Позже возникают комочки тяжелой фракции нефти, нефтяные агрегаты, которые способны долго плавать на поверхности. К плавающим комочкам мазута прикрепляются разные мелкие животные, которыми охотно питаются рыбы. Вместе с ними они заглатывают и нефть. Одни рыбы от этого гибнут, другие насквозь пропитываются нефтью и становятся непригодны для употребления в пищу из-за неприятного запаха и вкуса. Нефть представляет собой вязкую маслянистую жидкость, имеющую темно-коричневый цвет и обладающую слабой флуоресценцией. Нефть состоит преимущественно из насыщенных алифатических и гидроароматических углеводородов. Основные компоненты нефти - углеводороды подразделяются на 4 класса: Парафины (алкены) - до 90% от общего состава, устойчивые вещества, молекулы которых выражены прямой и разветвленной цепью атомов углерода. Легкие парафины обладают максимальной летучестью и растворимостью в воде. Циклопарафины - 30-60% от общего состава, насыщенные циклические соединения с 56 атомами углерода в кольце. Кроме циклопентана и циклогексана в нефти встречаются бициклические и полициклические соединения этой группы. Эти соединения очень устойчивы и плохо поддаются биоразложению. Ароматические углеводороды - 20-40% от общего состава, ненасыщенные циклические соединения ряда бензола, содержащие в кольце на 6 атомов углерода меньше, чем циклопарафины. В нефти присутствуют летучие соединения с молекулой в виде одинарного кольца (1 бензол, толуол, ксилол), затем бициклические (1 нафталин), полициклические (-пирены). Олефины (алкены) - до 10% от общего состава, ненасыщенные нециклические соединения с одним или двумя атомами водорода у каждого атома углерода в молекуле, имеющей прямую или разветвленную цепь. Смешиваясь с водой, нефть образует эмульсию двух типов: прямую «нефть в воде» и обратную «вода в нефти». Прямые эмульсии, составленные капельками нефти диаметром до 10,5 мкм, менее устойчивы и характерны для нефтей, содержащих поверхностно-активные вещества. При удалении летучих фракций, нефть образует вязкие обратные эмульсии, которые могут сохраняться на поверхности, переноситься течением, выбрасываться на берег и оседать на дно [66]. Все компоненты нефти - токсичны для водных организмов. Нефть влияет на структуру сообщества морских животных. При нефтяном загрязнении изменяется соотношение видов и уменьшается их разнообразие. Доказано, что очень опасно длительное хроническое воздействие даже небольших концентраций нефти. При этом постепенно падает первичная биологическая продуктивность водных объектов. У нефти есть еще одно неприятное побочное свойство. Ее углеводороды способны растворять в себе ряд других загрязняющих веществ, таких, как пестициды, тяжелые металлы, которые вместе с нефтью концентрируются в приповерхностном слое и еще более отравляют его. Ароматическая фракция нефти содержит вещества мутагенной и канцерогенной природы, например бензпирен. Сейчас получены многочисленные доказательства наличия мутагенных эффектов загрязненной водной среды. Бензпирен активно циркулирует по пищевым экологическим цепочкам и попадает в пищу людей [7, 16, 52, 61]. Наибольшие количества нефти сосредоточены в тонком приповерхностном слое воды, играющем особенно важную роль для различных сторон жизни водных обитателей. В нем сосредоточено множество организмов, этот слой играет роль «детского сада» для многих популяций. Поверхностные нефтяные пленки нарушают газообмен между атмосферой и водной поверхностью. Претерпевают изменения процессы растворения и выделения кислорода, углекислого газа, теплообмена [41,42,47, 86]. Пестициды составляют группу искусственно созданных веществ, используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений. Пестициды делятся на следующие группы: инсектициды для борьбы с вредными насекомыми, фунгициды и бактерициды для борьбы с бактериальными болезнями растений, гербициды против сорных растений.

Установлено, что пестициды уничтожая вредителей, наносят вред многим полезным организмам и подрывают здоровье биоценозов. В сельском хозяйстве давно уже стоит проблема перехода от химических (загрязняющих среду) к биологическим (экологически чистым) методам борьбы с вредителями. В настоящее время более 15 млн.т. пестицидов поступает на мировой рынок. Около 11,5 млн.т. этих веществ уже вошло в состав наземных и морских экосистем эоловым и водным путем. Промышленное производство пестицидов сопровождается появлением большого количества побочных продуктов, загрязняющих сточные воды. В водной среде чаще других встречаются представители инсектицидов, фунгицидов и гербицидов. Синтезированные инсектициды делятся на три основных группы:

Уравнения конвекции-диффузии, адвекции и их основные особенности

Начиная с основополагающей работы Алл єна и Старра [97], концепция иерархической организации биологических систем развивается в неразрывной связи с проблемой характерных масштабов. Каждый процесс имеет свои характерные масштабы пространства и времени, в пределах которых формируется структура определенного уровня. Основное внимание при этом уделяется выделению явлений, наблюдаемых в существенно разных пространственно-временных масштабах, и выявлению соответствующих им структурообразующих процессов. Регуляторные механизмы в экосистемах функционируют на разных временных масштабах: от нескольких минут до нескольких десятков лет. В работе [3] проанализирована связь между характерными масштабами пространства [L] и времени [Г] для естественных иерархических систем различной природы. Показано, что имеющиеся данные хорошо аппроксимируются степенным соотношением вида [Г] = а[] , где b параметр масштаба (экспонента Хёрста), а - переходный коэффициент. Характер связи между пространственными и временными характеристиками развивающихся структур в общем случае зависит от типа преобладающих структурообразующих процессов. Так, если распространение структурообразующего процесса в пространстве происходит случайным (ненаправленным) образом, то характерные размеры образующейся структуры увеличиваются пропорционально квадратному корню от времени развития. В этом случае параметр масштаба равен 2. Классической моделью таких систем служит случайный (броуновский) процесс распространения вещества или энергии - диффузия [100]. Направленное (в смысле "захвата" пространства) развитие процессов приводит к пропорциональному изменению пространственных и временных масштабов (показатель степени равен 1). Наконец, значения экспоненты Хёрста меньшие единицы показывают, что "захват" пространства структурой происходит быстрее, чем растет характерное время ее существования. Это свидетельствует о когерентном (согласованном в пространстве и времени) поведении отдельных элементов такой структуры, поскольку процесс ее формирования протекает "почти одновременно" по всему объему пространства. Для экосистем, связанных с водными массами, характерны значения Ь, варьирующие от 1 (процессы прямого переноса) до 2 (случайные диффузионные процессы). В соответствии с теорией адаптивного цикла [101], динамические системы, к числу которых относятся экосистемы, проходят через следующие четыре характерные фазы: активного использования ресурсов среды (г - фаза), фазу консервации (стагнации) (К - фаза), фазу коллапса (разрушения, деструкции) (Q - фаза) и обновления (реконструкции) (а - фаза). Наиболее важной особенностью этого цикла является существование относительно коротких периодов, в течение которых в системе происходят наиболее существенные изменения - фазы Пи а, и более длительных периодов эволюционного, постепенного, развития системы - фазы г и К. Это позволяет провести, хотя бы в принципе, разделение переменных на быстрые и медленные (выделить характерные масштабы времен) и упростить тем самым модельное изучение такого рода систем. На разных этапах адаптивного цикла эластичность системы и ее устойчивость к внешним воздействиям могут быть совершенно разными. Таким образом, для того чтобы ввести меру эластичности и устойчивости системы, разработать структуру ее математической модели, необходимо установить, на каком масштабе времени развивается система или на каком масштабе она изучается. Масштаб, в свою очередь, будет влиять на выделение быстрых и медленных переменных, компонентов модельной системы и ее параметров. Экологические явления принципиально являются масштабно-зависимыми как во времени, так и в пространстве [102]. Некоторое представление о временных масштабах физических и биологических процессов в водных экосистемах дает следующая таблица. Игнорирование этих зависимостей может приводить к артефактам при моделировании. Резкое различие масштабов времени есть внутреннее свойство системы, а не субъективная оценка ее наблюдателем [58]. В математической модели это означает наличие малого параметра в системе, т.е. возможность такого выбора переменных, которое приводит к разделению системы на быструю и медленную. В результате задача сводится к изучению двух соседних масштабов времени. Изучение взаимодействия двух соседних по масштабам систем неминуемо предполагает полное и последовательное кинетическое рассмотрение и классификацию возможных типов поведения. Одна и та же реальная экосистема может моделироваться совершенно разными моделями при изучении ее на различных масштабах пространства и времени [56]. Природные системы представляют собой определенную иерархию колебательных систем, "вложенных" друг в друга, по крайней мере в смысле масштабов времени [53, 58]. При моделировании таких систем необходимо уточнять масштабы, и учитывать только те переменные, периоды которых сравнимы с изучаемым масштабом. Медленные переменные можно считать постоянными, а быстрые - усреднять. Статистические схемы возникают, как правило, при отбрасывании быстрых переменных.

Бассейновый принцип расчета пдс применительно к горным рекам

В качестве базовой модели выбрана известная модель для расчета дисперсии радионуклидов в реках и прибрежных зонах, позволяющая считать нестационарный перенос при прямой береговой линии. Аналогичные модели широко используются за рубежом. Так, например - Комиссия по Ядерному Регулированию (США) (A Collection of Mathematical Models for Dispersion in Surface Water and Groundwater, NUREG-0868) рекомендует ее к использованию. Американский пакет GENII дисперсию радионуклидов в реках считает по такого типа модели. Другой американский пакет MicroHACS (Micro Hazard Assessment Computer System), используемый американскими службами береговой охраны, также использует похожую модель для оперативной оценки состояния прибрежной зоны, которая может сложиться в результате химической аварии. Такого же класса модели приведены в Руководстве по безопасности МАГАТЭ («Учет параметров гидрологической дисперсии радиоактивных веществ при выборе площадок для атомных электростанций», Серия изданий по безопасности 50-SG-S6, 1987). Модель не требует большого количества входной информации, пригодна для оперативного прогнозирования аварийной ситуации и прошла стадию предварительного тестирования на реке Миссури (модель NUREG-0868). Часто бывает важно знать концентрацию загрязнений как функцию времени и пространства. Модель вычисляет дисперсию веществ в реке в случае нестационарного источника. Предположения при построении модели: 1. Постоянная глубина. 2. Стационарный и однородный поток в бесприливной реке. 3. Прямой речной канал. 4. Постоянные продольные и поперечные коэффициенты дисперсии. 5. Линейный, вертикально расположенный источник. 6. Постоянная ширина реки. Причины, по которым была выбрана эта модель, следующие: учтены основные механизмы, влияющие на миграцию загрязняющих веществ. Проведенный анализ набора данных показал, что модели наполнены коэффициентами, необходимыми для расчета, что позволяет получать результаты при наличии минимальной входной информации. В то же время наличие более подробной информации делает возможным включение в рассмотрение дополнительных процессов и как следствие - более точное прогнозирование по модели. Набор данных, необходимых для прогнозирования по модели во многом совпадает с теми, что необходимы для прогнозирования поведения загрязняющих веществ в слабопроточных водоемах (водохранилищах). Это позволяет использовать данные, собранные для модели слабопроточного водоема при прогнозировании переноса загрязняющих веществ в речном русле (и наоборот). Однако использовать данные собранные для модели слабопроточного водоема следует избирательно. Так как значения некоторых параметров (например, мутность воды) могут существенно различаться для реки и слабопроточного водоема (при прочих равных). На примере модели переноса в речном русле рассмотрим подробнее основную идею построения иерархии моделей прогнозирования и анализа. При прогнозировании на длительные промежутки времени, значительно превышающие время установления равновесия между загрязняющими веществами, растворенными в воде, сорбированными на взвеси и находящимися в донных отложениях, а также при прогнозировании загрязнения веществами, слабо сорбирующимися на взвеси можно использовать упрощенную модель переноса (сводящуюся к одному уравнению). В противном случае следует использовать основную модель. При этом часть процессов может быть исключена из рассмотрения. Например, при отсутствии данных о коэффициенте диффузии в донных отложениях можно исключить процесс вертикальной диффузии в донных отложениях из рассмотрения. В этом случае решение задачи сведется к решению системы из двух, а не из трех уравнений, а сама задача станет полностью одномерной. Однако при прогнозировании последствий долговременных сбросов в одном створе учет вертикальной диффузии может быть очень важен, так как пренебрежение им в некоторых случаях дает принципиально неправильные результаты. Поэтому при наличии данных о коэффициенте вертикальной диффузии этот процесс следует включать в рассмотрение для тех веществ, для которых он актуален. Аналогично при отсутствии данных о скорости осадконакопления мы можем исключить этот процесс из рассмотрения, а при получении данных - повысить точность прогноза за счет включения его в рассмотрение. Часть параметров модели при отсутствии данных может быть оценена. Так коэффициент продольной турбулентной дисперсии может быть оценен исходя из гидрологических характеристик потока. В случае же, если подобная оценка вызывает сомнение, то продольную турбулентную дисперсию можно исключить из рассмотрения. Мутность воды, к примеру, может быть оценена исходя из типа донных отложений (соответствующая база данных включена в систему). И так далее. Сброс веществ может иметь любую зависимость от времени. Источник загрязнений не может рассматриваться как непрерывный.

Обработка экспериментальных данных и результаты

Реки Карачаево-Черкесии формируют бассейны Азовского и Каспийского морей. Наиболее обширным по площади является бассейн Азовского моря в пределах которого протекают наиболее крупные реки - Кубань, Большой и Малый Зеленчук, Уруп, Лаба, а так же множество их притоков и небольших рек. Менее значителен по охватываемой площади бассейн Каспийского моря. Это - реки и их притоки - Кума, Подкумок. Всего на территории республики протекает 419 малых рек и их притоков. Река Кубань является крупнейшей рекой не только Карачаево-Черкесской республики, но и всего Северного Кавказа. Поэтому, проблемы качества воды этой водной артерии актуальны практически для всего северокавказского региона. Но, поскольку Кубань начинает своё течение на территории Карачаево-Черкесии, постольку и решение проблем качества воды в реке следует начинать с её верховий [1,6, 22, 23,51].

В целях определения основных источников загрязнения поверхностных и грунтовых вод и, в конечном счете, загрязнения вод реки Кубани, необходимо проанализировать ситуацию на всем протяжении реки и ее притоков по территории Карачаево-Черкесской республики [85].

В настоящее время учет загрязнения осуществляется только на организованных сбросах стоков крупных промышленных и коммунальных объектов [37, 38]. В полной мере оценить степень антропогенного воздействия на природу, в том числе и на ее важнейшую составную часть - речные водные системы — невозможно. Определяя степень загрязнения речной воды в том или ином контрольном створе, следует иметь в виду, что так называемые «естественные», «природные» составляющие загрязнения зачастую вызваны воздействием человеческой деятельности на природные объекты напрямую не связанные с речной водой [14,17]. И это относится не только к глобальным, всепланетным воздействиям. Таким как изменение альбедо планеты, изменения в озоновом слое, «парниковый эффект» и другие глобальные антропогенные воздействия, изменяющие температурный режим и перераспределение влаги на планете. Бассейновый подход предполагает выявление всех источников загрязнения водных ресурсов, учет их совместного влияния на речную экосистему и взаимное влияние составных частей экосистемы реки друг на друга на всем протяжении реки и ее притоков [21, 88, 89]. И если учет загрязнения воды от организованных сбросов стоков крупных промышленных и коммунальных объектов методически определен и осуществляется как самими предприятиями, так и контролирующими организациями, то учет загрязнений поступающих с неорганизованными стоками определить практически невозможно. Остается единственный путь учета таких загрязнений на отдельных отрезках реки и ее притоках. Определяется качество воды в начале и конце отрезка или в русле притока, и при наличии значительного роста загрязнения определяются его источники [15]. Исходя из полученных результатов и определяются (нормируются) предельно-допустимые сбросы (ПДС) загрязняющих веществ для каждого конкретного предприятия на данном отрезке реки или ее притоке с учетом указанных выше принципов бассейнового подхода. Основным критерием является соотношение количества сбрасываемых стоков с количеством речного стока на каждом конкретном участке реки и в контрольном створе. Количество речного стока определяется для различных режимов водности, но нормирование сброса (определение ПДС) осуществляется для наихудшего по водности. Для его определения необходимы систематические отборы проб на каждом конкретном участке реки. В этих целях на контрольных створах определятся площадь поперечного сечения потока и скорость течения. Наиболее сложной задачей является определение поперечного сечения потока, особенно для горных рек, где русло меняется после каждого паводка. Именно эту задачу можно решить, применяя современные средства учета количественного потока водной среды [28, 31, 34, 46]. При локальном мониторинге загрязнений водной среды можно выделить основные технологические процедуры контроля, к которым относятся: о выявление контролируемого объекта (место отбора проб сточных вод оценивается и выбирается только после подробного ознакомления с технологией производства, потреблением и сбросом воды, местоположением цехов объекта, системой его канализации, назначением и работой отдельных элементов систем очистки и т. д.); о первичное обследование объекта (рекогносцировка) в форме выборочного краткосрочного наблюдения за ним с уточнением показателей загрязнения (идентификация), а также местоположения, границ, внешних проявлений неблагополучия и определением точек или зон дальнейшего исследования/проверки (например, предварительные качественные исследования и полуколичественные измерения состава сточных вод «на месте» по наиболее вредным или опасным ЗВ. Створы отбора и оценки проб устанавливают на водоемах примерно в 1 км выше ближайшего по течению пункта водопользования (водозабор для питьевого водоснабжения, места купания, организованного отдыха, территория населенного пункта), а на непроточных водоемах и водохранилищах - в 1 км в обе стороны от пункта водопользования. Обычно принято отбирать пробы воды одного створа в 3 точках (у обоих берегов и в фарватере), но можно и в 1-2 точках (при ограниченных технических возможностях или на небольших водоемах) - в зависимости от характера водопользования и с учетом условий водного режима в данном пункте или распределения сточных вод в водоеме («струйность течения»); о формирование информационной модели контролируемого объекта (например, составление перечней контролируемых в сточных и природных водах ЗВ, установление граничных значений уровней их фиксирования или измерения с заданной достоверностью и в привязке к «месту», разработка архитектуры будущей геоинформационной системы - ГИС), а также планирование эксперимента по изучению состояния и динамики контролируемого объекта (например, составления плана-графика измерений содержания ЗВ в сточных водах «на месте» или отбора их проб для последующего лабораторного анализа). Выбор способа отбора пробы должны проводить опытные, квалифицированные работники, лучше всего те, которые несут ответственность за последующий анализ и оценку его результатов. Отбор пробы, а также последующие хранение, транспортировка, пробоподготовка и аналитическая работа с ней должны проводиться так, чтобы не произошло заметных изменений в содержании определяемых компонентов (ЗВ) или в свойствах содержащей ее среды (тары).

Похожие диссертации на Метод и система интегральной оценки показателей качества стока горных рек