Моделирование и прогнозирование качества вод

Математические модели позволяют спланировать стратегию управления качеством вод и оценить последствия ее реализации. В настоящее время ключевыми задачами являются:

  • • обоснование приоритетных показателей качества воды;
  • • определение основных целей водоохраной деятельности.

Управление качеством вод осложняется тем, что загрязнение водных объектов на 60—80 % обусловлено действием практически неуправляемых неточечных источников. Нерегулируемое размещение на территории водосбора, сезонность поступления ЗВ и т. д. затрудняют учет воздействия этих источников на качество вод.

Сбросы ЗВ от точечных источников обычно регулярны и могут рассматриваться как стационарные. Они фиксированы на местности, а нагрузки ЗВ оцениваются по непосредственным замерам, известным технологиям производства и т. д. Качество воды в заданном сечении реки определяется суммарной нагрузкой от всех источников, объемом потока воды и последующего растворения и распада ЗВ в условиях установившегося течения. При преобладании на водосборе точечных источников концентрация ЗВ в реке является гиперболической функцией потока, так как концентрация ЗВ снижается с увеличением объема протекающей воды за счет разбавления. При этом детали составляющих гидрологического цикла и характеристики водосбора оказываются несущественными, используются лишь базовые гидравлические и морфометрические показатели для расчета установившегося потока, служащие входной информацией для модели качества воды.

Схема речной системы также крайне проста — ее представляют в виде древовидной структуры, составленной из ствола и притоков. Поскольку нагрузки по длине потока принимают постоянными и установившимися, для оценки воздействия сбросов от точечных источников используют детерминистические модели. Таким образом, традиционная модель качества воды речной системы с доминирующими точечными источниками достаточно проста.

В случае преобладания неточечных источников оценка их воздействия включает больше этапов, причем каждый из них является достаточно сложным (табл. 3.1).

В приближенной оценке принимается базовое допущение, что структура модели качества воды не зависит от типа источника воздей-

Таблица 3.1. Сравнение основных этапов при оценке загрязнения водных объектов точечными и неточечными источниками

Виды оценок

Точечные источники

Неточечные источники

Интенсивность поступления ЗВ

Установившееся состояние; фиксированные сбросы; легко оцениваются

Неустановившееся состояние; перемещение ЗВ водными или эрозионными потоками; трудность оценки

Условия расчета

Спокойное течение; малая зависимость от гидрологических параметров

Динамические и стохастические процессы; высокая зависимость от гидрологических параметров

Представление

системы

Одномерный поток с источниками

Сложное двумерное представление водосбора и водного объекта

Оценка воздействия (моделирование)

Детерминированные модели качества воды для установившегося потока

Объединенный расчет площадной нагрузки и переноса ЗВ

Приближенные

методы

Обычно не требуются

Оценка линейных источников и временных масштабов в моделях установившегося состояния или пиковой нагрузки

ствия (точечный или неточечный), тогда оценки воздействий неточечных источников могут быть выполнены с использованием тех же методов и моделей, что и для точечных источников. Упрошенные модели применяют для предварительной оценки неточечных источников, позволяя представить хотя бы порядок интересующих величин. В зависимости от результата предварительной оценки и важности проблемы решают вопрос о необходимости более адекватного моделирования.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >