III. Расчет величин НДС для отдельных выпусков сточных вод в водотоки

21. Величины НДС определяются для всех категорий водопользователей как произведение максимального часового расхода сточных вод на допустимую концентрацию загрязняющего вещества. При расчете условий сброса сточных вод сначала определяется значение допустимой концентрации загрязняющего вещества, обеспечивающее нормативное качество воды в контрольных створах с учетом требований настоящей Методики, а затем определяется НДС согласно формуле:

НДС = q Cндс (2),

где: q - максимальный часовой расход сточных вод, м3/ч;

Cндс - допустимая концентрация загрязняющего вещества, г/м3.

Расчет массы вещества, сбрасываемого в месяц (т/мес), производится умножением допустимых концентраций вещества (мг/дм3) на объем сточных вод за конкретный месяц (тыс. м3).

Масса сбрасываемого вещества, соответствующая НДС, должна соотноситься с расходом сточной воды. Если условная фоновая концентрация загрязняющего вещества в водном объекте превышает предельно допустимые концентрации, то Cндс определяется в соответствии с пунктом 8 настоящей Методики. В противном случае для определения Cндс в зависимости от типа водного объекта используются расчетные формулы, приведенные в разделе III "Расчет величин НДС для отдельных выпусков сточных вод в водотоки" настоящей Методики.

Условная фоновая концентрация химического вещества рассчитывается в конкретном створе водного объекта, расположенном выше одного или нескольких источников сброса этого вещества для конкретного места водного объекта вне зоны влияния рассматриваемого сброса сточных вод. Для водотока таким местом является фоновый створ выше рассматриваемого выпуска сброса сточных вод, для водоема, в том числе болота, - фоновая вертикаль, где отсутствует влияние интересуемого выпуска сточных вод. Рассчитанные условные фоновые концентрации являются количественной характеристикой содержания химических веществ в фоновом створе или фоновой вертикали при наиболее неблагоприятных ситуациях, обусловленных как естественными условиями формирования химического состава и свойств воды, так и влиянием источников загрязнения, расположенных выше (вне зоны влияния) рассматриваемого выпуска сточных вод.

Створ, задаваемый для определения условной фоновой концентрации веществ, определяется в соответствии с действующими методическими документами по проведению расчетов условных фоновых концентраций химических веществ.

22. Основная расчетная формула для определения C_ндс без учета неконсервативности вещества:

C_ндс = n(C_пдк - C_ф) + C_ф, (3),

где: C_пдк - предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества (ПДК) в воде водотока, г/м3;

C_ф - условная фоновая концентрация загрязняющего вещества в водотоке (г/м3) выше выпуска сточных вод, определяемая в соответствии с действующими методическими документами по проведению расчетов условных фоновых концентраций химических веществ;

n - кратность общего разбавления сточных вод в водотоке, равная произведению кратности начального разбавления n_н на кратность основного разбавления n_о (основное разбавление, возникающее при перемещении воды от места выпуска к расчетному створу) и определяемая по следующей формуле:

n = n_н x n_о (4).

Определение норматива допустимого сброса по концентрации взвешенных веществ производится следующим образом:

а) для водных объектов рыбохозяйственного значения: при сбросе сточных вод в водные объекты содержание взвешенных веществ в контрольном створе не должно увеличиваться по сравнению с условной фоновой концентрацией более чем на 0,25 мг/дм3 (для высшей и первой категории водных объектов рыбохозяйственного значения, устанавливаемой в соответствии с Положением об отнесении водного объекта или части водного объекта к водным объектам рыбохозяйственного значения и определении категорий водных объектов рыбохозяйственного значения, утвержденным постановление Правительства Российской Федерации от 28.02.2019 N 206 (Собрание законодательства Российской Федерации, 2019, N 10, ст. 973) (далее - Положение N 206) и более чем на 0,75 мг/дм3 (для второй категории водных объектов рыбохозяйственного значения, устанавливаемой в соответствии с Положением N 206;

б) для водных объектов, используемых для целей питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения, а также в рекреационных целях: при сбросе сточных вод в водный объект содержание взвешенных веществ в контрольном створе не должно увеличиваться по сравнению с условной фоновой концентрацией более чем на 0,25 мг/дм3 (для водных объектов, используемых для целей питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения) и более чем на 0,75 мг/дм3 (для водных объектов, используемых в рекреационных целях и в границах населенных пунктов).

Для водных объектов рыбохозяйственного значения температура воды не должна повышаться по сравнению с естественной температурой водного объекта более чем на 5 °C, с общим повышением температуры не более чем до 20 °C летом и 5 °C зимой для водных объектов, где обитают холодолюбивые рыбы (лососевые и сиговые) и не более чем до 28 °C летом и 8 °C зимой в остальных случаях. В местах нерестилищ налима запрещается повышать температуру воды зимой более чем на 2 °C.

23. Кратность начального разбавления учитывается при выпуске сточных вод в водотоки в следующих случаях:

а) для напорных сосредоточенных и рассеивающих выпусков в водоток при соотношении скоростей (скорость потока реки) и выпуска (скорость истечения сточных вод):

б) при абсолютных скоростях истечения струи из выпуска, большие 2 м/с.

При меньших скоростях расчет начального разбавления не производится.

Для единичного напорного выпуска кратность начального разбавления рассчитывается по следующей формуле:

(6),

где: - скорость на оси струи.

Кратность начального разбавления n_н определяется по следующей формуле:

(6.1),

где: (6.2).

Формула (6.1) настоящей Методики применяется при условии m <= 0,25 и м/с.

Содержащийся в формуле (6.1) настоящей Методики относительный диаметр находится из соотношения , в котором d - диаметр загрязненной струи, d₀ - диаметр оголовка.

Значение вычисляется по следующей формуле:

(6.3).

В формуле (6.3) настоящей Методики величина определяется по следующей формуле:

(6.4),

где: - скорость на оси струи. Принимается .

Расчет отношения и производится по номограммам рис. 1 - 2.

Если по номограмме определить величину d невозможно, то ведется расчет величины относительного диаметра по формуле (6.3) настоящей Методики.

Если струя, расширяясь, достигает граничных поверхностей, интенсивность разбавления снижается. Количественно это снижение учитывается путем введения в формулу (6.1) настоящей Методики множителя f(H/d). Множитель находится по номограмме рис. 3.

Абзац утратил силу с 1 сентября 2021 года. - Приказ Минприроды России от 17.05.2021 N 333.

Для рассеивающего напорного выпуска расчет осуществляется с учетом числа выпускных отверстий оголовка выпуска и скорости истечения сточных вод из них м/с и диаметр отверстия или оголовка рассеивающего выпуска определяется по следующей формуле:

где: - суммарный расход сточных вод, м³/с.

Для определения кратности начального разбавления определяется отношение и найденное значение сравнивается с глубиной реки . Если , то по рис. 2 находят кратность начального разбавления пи. Для случая стеснения струи () соответствующая ему кратность разбавления находится умножением найденного значения на поправочный коэффициент , который определяется из рис. 3. Расстояние до пограничного сечения зоны начального разбавления определяется по формуле:

Расход смеси сточных вод и воды водотока в том же сечении находится по формуле:

где: q - расход сточных вод на выходе из отверстий или оголовков рассеивающего выпуска, м³/с.

Средняя концентрация вещества в граничной сечении определяется по формуле:

где: - концентрация загрязняющего вещества в сточных водах, г/м³. Максимальная концентрация в центре пятна примеси в этом сечении равна:

24. Кратность основного разбавления определяется по формуле:

где: Q - расчетный расход водотока, м³/с;

- коэффициент смешения, показывающий какая часть речного расхода смешивается со сточными водами в максимально загрязненной струе расчетного створа, определяемый по следующей формуле:

где: 1 - расстояние от выпуска до расчетного створа по фарватеру, м;

- коэффициент, учитывающий гидравлические условия в реке, определяемый по формуле:

(14),

где: - коэффициент извилистости (отношение расстояния до контрольного створа по фарватеру к расстоянию по прямой);

- коэффициент, зависящий от места выпуска сточных вод (при выпуске у берега = 1, при выпуске в стрежень реки = 1,5);

- коэффициент турбулентной диффузии, м²/с. Для летнего времени:

где: - ускорение свободного падения, = 9,81 м/с;

- средняя скорость течения реки, м/с;

H - средняя глубина реки, м;

- коэффициент шероховатости ложа реки, определяемый по справочным данным;

- коэффициент (м^0,5/с), определяемый по формуле (при ):

где: R - гидравлический радиус потока, м ();

Для зимнего времени (периода ледостава):

где: , , - приведенные значения гидравлического радиуса, коэффициента шероховатости русла реки и коэффициента, указанного в формуле (16) настоящей Методики;

где: - коэффициент шероховатости нижней поверхности льда определяемые по справочным данным;

где:

Для повышения точности расчетов вместо средних значений , , и C берут их значения в зоне непосредственного смешения сточной жидкости с речной водой.

Кратность основного разбавления по, определяемого по формулам (12) - (22) настоящей Методики, применяется при соблюдении следующего неравенства:

25. Если не соблюдаются условия применимости метода, указанного в пункте 24 настоящей Методики, то расчет кратности разбавления осуществляется по формуле (23.1) настоящей Методики и с использованием методов 1 - 3:

n = (S_ст - S_е) / (S_макс - S_е) (23.1),

где: S_ст - концентрация загрязняющего вещества в сточных водах, г/м³;

S_макс - максимальная концентрация загрязняющего вещества в поперечном сечении водотока, находящемся на контрольном расстоянии от створа выпуска сточных вод вниз по течению, г/м³;

S_е - фоновая концентрация вещества в водотоке, г/м³.

Метод 1. В качестве характеристики концентрации загрязняющего вещества в заданном сечении принимается величина , (показатель разбавления) и определяется по следующей формуле:

(23.2),

где: S_п - концентрация в створе достаточного перемешивания, г/м³.

Если рассматриваются приведенные концентрации загрязняющего вещества, то есть величины s_{макс.прив} = s_макс - s_е; s_{ст.прив} = s_ст - s_е; s_п.прив = s_п - s_е, в указанном случае формула (23.2) настоящей Методики преобразуется в следующую формулу:

(23.3),

где: S_{макс.прив} - максимальная приведенная концентрация загрязняющего вещества в поперечном сечении реки, находящемся на контрольном расстоянии от створа выпуска сточных вод вниз по течению, г/м³;

S_п.прив - приведенная концентрация в створе достаточного перемешивания, г/м³;

S_{ст.прив} - приведенная концентрация загрязняющего вещества в сточных водах, г/м³.

Показатель разбавления применяется как при неизменности расхода воды реки, так и в тех случаях, когда на рассматриваемом участке происходит изменение расхода вдоль потока. Аналитическая зависимость между интенсивностью снижения показателя разбавления вдоль потока и его гидравлическими характеристиками рассчитывается по следующей формуле:

(23.4),

где: x - расстояние, отсчитываемое вдоль потока от источника загрязнения до створа, на котором показатель разбавления принимает конкретное значение ;

N - характеристическое число, вычисляемое по следующей формуле:

(23.5).

Формула (23.4) настоящей Методики применяется при выборе контрольного створа предприятия для расчета расстояния от места выпуска сточных вод до створа наиболее полного (90%) перемешивания речной и сточной воды (контрольный створ), а также для расчета расстояния до створов с заданными значениями максимальных концентраций.

После применения формулы (23.4) настоящей Методики обратная кратность разбавления вычисляется по следующей формуле:

(23.6),

где:

M - коэффициент, зависящий от C;

g - ускорение силы тяжести, м/с².

Формула (23.6) настоящей Методики применяется для определения максимальных концентраций на любых расстояниях x от места выпуска сточных вод.

При 10 < C < 60 параметр M = 0,7C + 6, при C >= 60 параметр M = 48 = const. Произведение MC имеет размерность м/с².

C - коэффициент, характеризующий интенсивность турбулентного перемешивания в реках, м^1/2/с. При большем значении C турбулентное перемешивание оказывается менее интенсивным, при меньшем значении C турбулентное перемешивание оказывается более интенсивным.

Коэффициент C вычисляется по следующей формуле:

(23.7).

Параметр извилистости вычисляется по следующей формуле:

(23.8),

где: l_фарв - длина участка, измеренная по фарватеру;

l_пр - длина этого же участка, измеренная по прямой.

Безразмерная глубина вычисляется по следующей формуле:

(23.9),

где: B - средняя ширина русла реки на рассматриваемом участке, м.

S_макс определяется по формуле (23.6) настоящей Методики.

Иные обозначения в формулах (23.1) - (23.9) настоящей Методики представлены в разделах III "Расчет величин НДС для отдельных выпусков сточных вод в водотоки", IV "Расчет НДС для отдельных выпусков в водоемы" настоящей Методики.

Метод 2. Для вычисления максимальной концентрации загрязняющих неконсервативных веществ в заданном створе при различных положениях выпуска сточных вод используется аналитическое решение уравнения турбулентной диффузии применительно к простейшему случаю.

Метод 2 применяется для небольших водотоков с коэффициентом извилистости меньше 1,5.

Расчет осуществляется по следующим формулам:

а) выпуск сточных вод находится на расстоянии b от берега:

(23.10),

где: и - интегралы вероятности (определяются в соответствии с таблицей 1 настоящей Методики), верхние пределы интегрирования которых вычисляются по следующим формулам:

(23.11),

(23.12);

б) выпуск находится у берега реки:

(23.13),

(23.14);

где:

в) выпуск находится в середине речного потока:

(23.15),

(23.16).

где:

Интеграл вероятности