Диссертация (Экологический мониторинг и прогнозирование качества воды в реке Толить (г.Ханой, Вьетнам)), страница 10

Важной особенностью является то, что НДС нормирует83только удельное количество загрязняющих веществ в сточных водах, а общаямасса сброса зависит от объема сточных вод. Поэтому получается, что даже присоблюдении суточных концентраций разные водопользователи могут сбрасыватьсточные воды с совершенно отличающимися массами загрязняющих веществ.Такой подход не обеспечивает должного качества воды и приводит к нарушениямв водных экосистемах.Основным недостатком разработанных подходов, алгоритмов и программныхсредств является то, что при определении нормативов допустимого сброса неучитываются классы загрязняющих веществ; была сформудирована следующаязадача: на сколько необходимо снизить концентрации загрязняющих веществ всточных вод.

Решая поставленную задачу составляют расчетную схему дляводного объекта, на которой указывают расположение выпусков сточных вод иконтрольный створ.Для решения задач нормирования количества и качества сточных водстредствами математического моделирования используются такие общеизвестныекомпютерные программы как Excel, Mathcad, Matlab и специальлированнаяпрограмма Waste, которые позвляют автоматически использовать базы данныхисходнойинформации(мониторингводныхобъектов,данныеоводопользовательях и др.), картографический материал и блок различныхматематических моделей (рисунок 4.11).На основе схемы нормирования, предложенных способов и математическихмоделей был разработан алгоритм нормирования сбросов сточных вод на основематематического моделирования с учетом класса качества воды.

данный алгоритмбыл реализован с использованием трех программных продуктов, что сильноусложнило процесс расчета, обработки и анализа полученных результатов.Дальнейшая научная задача в настоящей рамках работы предполагает разработкупрограммы Waste для расчета НДС. После чего следующим этапом будетапробация разработанной компютерной программы для определения нормативов84сточных вод на примере реки Толить. Рассчитанные нормативы допустимогосброса будут рекомендованы для индививуальных водопользователей.Рисунок 4.11 – Рабочее окно компьютерной программы Waste при моделированиисброса загрязняющих веществ в водотокеРешаемые задачи по расчету НДС позволяют контролировать концентрациизагрязняющих веществ в контрольных створах.

Такой подход учитывает фоновые85значения контролируемых показателей и позволяют распределять необходимуюдля выполнения нормативов нагрузку среды водопользователей.Научная новизна настоящего исследования определяется тем, что впервыеразработано программное и алгоритмическое обеспечение по нормированиюсбросов сточных вод на основе математического моделирования с учетом классакачества воды водных объектов. Разработанный алгоритм и программныйкомплекс позволит более объективно устанавливать нормативы допустимыхсбросов водопользователей для обеспечения высокого класса качества воды.4.3. Разработка научных основ экологической оценки и системы управлениякачеством воды реки Толить4.3.1.

Требования к системе экомониторинга качества водыХаной – современный город, характеризующийся высокой плотностьюнаселения, значительным промышленным потенциалом, большим количествомавтомбилей,значительнымиобъектамипривлекаемыхресурсови,соответственно, большими объектами образующихся отходов.Все это проводит к ухушению качества атмосферного воздуха, почвы, воды вгородских водоемах.Регулянрые наблюдения за качеством природных сред в городе Ханой(экологический мониторинг) являются необходимой составляющей системыжизнеобеспечения города.Системапредусмотреноэкомониторингаобеспечениебылаэффективной,информациейвтехнейдолжноучреждений,бытькоторыеосуществляют управление качеством окружающей среды.Путем анализа структуры городского управления можно выбрать основныеорганизации, поставляющие информацию, и основных ее пользоватей.В настоящее время подразделения верхнего уровня системы управлениягородом получают информацию практически только от находящихся в их веденииорганизаций с нижних уровней иерархической структуры.86Этим обусловлены ограниченность получаемой ими информации еенедостаточность для принятия ответственных решений в области охраныокружающей среды.

Поэтому, в первую очередь, система экологическогомониторинга должна объединить существующие подсистемы контроля состоянияводы,адлятого,вчастности, следуетразработатьпорядокобменаэкологическими данными между городскими природоохранными организациями.Для практической реализации обмена данными необходимо унифицироватьиспользуемыетехническиерешения,обеспечитьметодическоеединствопроводимых измерений, возможность аппаратной и программной совместимостиразличных подсистем контроля.Недостатоксопровождаетсяинформациимногократнымободнихпараметрахдублированиемокружающейзамеровдругих,средынаиболеедоступных показателей. Таким образом, отсутствие полных, совместимых идостоверных данных затрудняет их использование при управлении.При достижении требуемой частоты контроля объектов мониторинга системасможет формировать интегральные оценки качества окружащей среды, которыебудут положены в основу раздела экологической информации территориальногокадастра города, разрабатываемого в числе других отрслевых кадастров.При интеграции специализированных подсистем экомониторинга системадолжна строиться, как открытая для обеспечения возможности подключеия к нейновых и территориальных функциональных подсистем.В свою очередь, система экомониторинга города должна обеспечиватьвозможность интегрировать ее в межведомственную автоматизированнуюинформационную систему города, а также в единую государственную системуэкомониторига.874.3.2.

Разработка схемы системы экомониторинга качества водыОтдельнымслоемсоздаётсятематическаякартараспределенийконцентраций загрязняющего вещества в реке, где каждому интервалуконцентраций поставлен в соответствие определённый цвет (рисунок 4.12).Рисунок 4.12 – Тематическая карта распределения концентраций загрязняющеговещества (общий азот) в реке, сопоставленная в данном примере с планом-схемой рекиАзотобщий, мг/л3СмаксСсрСфПДК2,521,510,5Длина L, м00200040006000800010000120001400016000Рисунок 4.13 – Пример моделирования изменения максимальной и среднейконцентраций загрязняющих веществ (общий азот) по длине реки Толить88Необходимость разработки рациональной системы мониторинга рек идругихводныхобъектоввчертегородаобусловленамногоцелевымиспользованием водных ресурсов рек и их притоков для культурно-бытовых ихозяйственных целей, рекреации, судоходства и приёма очищенных сточных водгородской и ливневой канализации.Качество воды небольших рек в черте города, как правило, не соответствуеттребованиям, предъявляемым при соответствующих видах водопользования,направленных на оздровление рек и притоков в черте города.Раположение контрольных створов для оценки состояния реки в чертегорода, периодичность отбора проб, а также перечень контролируемыхпоказателейопределяютсявсоответствиисзадачами,решаемымиприродопользователями, Депатментом окружающей среды (при МинприродыВьетнама) и отдельными ведомственными контролирующими службами.Дляуспешнойразработкиводоохранныхмероприятийнеобходиморазработать обоснованную систему экологического мониторинга реки и еепритоков в черте города, основанную на анализе и использовании имеющейсяинформации об основных источниках загрязнения, существующей системеконтроля за качеством воды реки и ее притоков.Основными элементами системы экологического мониторинга реки и еепритоков являются: система наблюдений за качеством воды в черте города сиспользованиемавтоматическихстанцийилабораторногоконтроля;информационная база данных; прогнозирование качества воды; разработкапредложений по управлению качеством воды в черте города.Программа работ по созданию системы экологического мониторинга рекиТолить в черте города Ханой включает основные блоки: Разработка концепциимониторинга.

Этот блок предусматривает выполнение следующих задач:– анализ имеющейся информации о качестве воды, водохозяйственныхбалансах, гидрологическом и гидробиологическом режимах, об основныхисточниках загрязнения с количественной оценкой ее полноты и достоверности;89– анализ существующей системы контроля за поступлением в рекузагрязняющих веществ;– анализ действующей в городе системы управления качествам воды вводных объектах;– разработка принципов совместной эксплуатации реки в черте города сучетом интересов существующих водопользователей;–разработкакритериевэкологическогомониторингасоценкойсуществующих систем наблюдений над качеством воды;– разработка предложений по региональной системе нормирования качестваводы водных объектов в черте города.Рисунок 4.14 – Эпюра пространственного распространения БПК5 подвлиянием сточных водРазработкатехнологииэкологическогомониторингарекивключаетобоснованной на выборе оптимального перечня контролируемых показаетелей,обобщенных критериев оценки качества воды, створов и периодичности90наблюдений,необходимыхдляреализациисистемымониторинга,дляавтоматического и ручного контроля.Впервуюочередьсовершенствованиесистемыдолжнокасатьсяупорядочения створов наблюдений в условиях сложной динамики количества икачества воды реки в черте города.Выбор пунктов отбора проб речной воды должен удовлетворять следующимтребованиям:– шаг отбора проб должен фиксировать изменения в водотоке на основныхучастках реки;– точки отбора должны обеспечивать возможность отбора воды в течениевсего года с учетом сезонности изменения гидрологических и гидрохимическиххарактеристик;– точки отбора должны располагаться с учетом влияния основныхзагрязнителей-притоков, выпусков дренажных и сточных вод (как городскойканализации, так и крупных промышеленных предприятий);– пункты отбора проб воды должны располагаться местах смешениябольших масс сточных вод с речной водой, а также в местах массового отдыханаселения (организованные пляжи).Рисунок 4.15 – Концентрация БПК5 в реке Толить от водовыпусков сточных вод91Для обоснования перечня измеряемых показателей в системе мониторинганеобходимо выбрать вещества в соответствии с нормативными требованиями, атакже с санитарно-химической характеристикой водоема, полученной порезультатам многолетних исследований.К таким общепринятым показателям относятся: мутность, цветность, pH,температура, количество растворенного кислорода, содержание хлоридов иминеральных форм азота, нефтепродуктов, КОЛИиндекс, суммарное содержаниефосфорорганических пестицидов.

Контролировать эти параметры необходимо 1раз в месяц в основных створах.Контроль качества воды должен проводится по дополнительному перечнюпоказателей 1 раз в квартал во всех створах, когда имеется опасность загрязненияреки металлами, мышяком, сурьмой, сульфатами, фосфатами, фтором, БПК5,СПАВ, фонолами, хлорфенолами, цианидами, натрием, калием. В случаепревышения суммарного содержания пестицидов в воде должна проводиться ихидентификация в отобранных пробах.Периодичность отбора проб в системе мониторинга обусловлена условиямиформирования гидрохимического и гидрологического режимов водоема.