ГИДРОСФЕРА

Поверхностный сток с городской территории

 

Поверхностный сток с территорий городов и промышленных площадок является существенным источником загрязнения и засорения водных объектов. Установлено, что в урбанизированных зонах с развитым агропромышленным сектором с поверхностным стоком в водные объекты поступает более 80 % загрязняющих веществ. Контроль за отведением загрязненного поверхностного стока регламентируется Государственным стандартом Украины ДСТУ 3013–95 "Правила контроля за отведением дождевых и снеговых сточных вод с территорий городов и промышленных предприятий".

Поверхностный сток включает в себя дождевые, снеговые и поливомоечные сточные воды. Он бывает организованным и неорганизованным. Организованный поверхностный сток собирается с водосборной территории посредством специальных лотков и каналов и поступает в сети канализации или прямо в водный объект через выпуски ливневых вод. Неорганизованный поверхностный сток стекает в водный объект по рельефу местности.

Основными источниками загрязнения поверхностного стока на городских территориях являются:

1)      мусор с поверхности покрытий;

2)      продукты разрушения дорожных покрытий;

3)      продукты эрозии грунтовых поверхностей;

4)      выбросы веществ в атмосферу промышленными предприятиями, авто- транспортом, отопительными системами;

5)      проливы нефтепродуктов на поверхности покрытий;

6)      потери сыпучих и жидких продуктов, сырья, полуфабрикатов;

7)      площадки для сбора бытового мусора.

Наиболее высокий уровень загрязнения поверхностного стока наблюдается на территориях крупных торговых центров, автомагистралях с интенсивным движением транспорта, территориях промышленных и автотранспортных предприятий, неупорядоченных строительных площадках.

Формирование поверхностного стока происходит под воздействием комплекса природных (атмосферные осадки, испарение, фильтрация, задержание влаги растениями) и антропогенных (использование водосборной территории, применение искусственных покрытий, технология мойки искусственных покрытий) факторов. Специфические особенности поверхностного стока, связанные с эпизодичностью его поступления, резкими изменениями расхода и уровня загрязнения, изменчивостью состава загрязняющих веществ, значительно затрудняют контроль и регламентацию поступления его в городские системы водоотведения или в водные объекты.

Контроль состава поверхностного стока осуществляют путем анализа проб, которые отбирают из дождевой или промышленно-дождевой сети. Отбор проб производят порционно. Для получения детальной информации о составе поверхностного стока производится анализ каждой отобранной пробы. Для дождевых вод интервал между отбором проб в начале дождя равняется 5–10 мин., а в последующий период 20–30 мин. Ориентировочные данные о составе дождевых вод получают путем анализа усредненной за период дождя пробы. При этом пробы отбирают через равные промежутки времени, а объемы последовательно отбираемых проб должны быть пропорциональны расходу дождевых вод. Для снеговых вод пробы отбирают в дни снеготаяния между 12 и 14 часами с интервалом в 30 мин. Результаты контроля используют для оценки выноса загрязняющих веществ с поверхностным стоком.

Оценку выноса веществ с поверхностным стоком производят на основе ориентировочных данных о составе и количестве поверхностного стока. Для организованного поверхностного стока используют данные измерений расхода сбросных вод и результаты анализа проб. Для неорганизованного поверхностного стока, а также при невозможности организовать необходимые измерения расход поверхностного стока определяют расчетным путем, а концентрации веществ в поверхностном стоке принимают на основании обобщенной количественной характеристики каждой составляющей поверхностного стока.

Ориентировочные обобщенные данные о составе поверхностного стока с городских территорий приведены в таблицах ниже.

 

Таблица. Осредненные показатели состава поверхностного стока

с территории города

 

Показатель

Концентрация сточных вод, г3

дождевые воды

снеговые воды

поливомоечные воды

Взвешенные вещества

1000 – 2000

 

2000 – 4000

 

3000 – 5000

 

Минеральный состав

300

ХПК

400 – 600

750 – 1500

БПК5

50 – 100

100 – 300

200 (БПКполн)

Нефтепродукты

10 – 15

30– 40

 

Таблица. Среднее содержание взвешенных веществ

в поверхностном стоке с территории города в зависимости

от характеристики водосборного бассейна

 

Характеристика водосборного бассейна

Содержание взвешенных веществ, г3

дождевой сток

снеговой сток

Современная жилая застройка

 

1400 – 1500

 

2500

 

Недостаточно благоустроенные территории с преобладанием усадебной застройки

1800 – 2500

 

2000

 

Центральные благоустроенные районы города с интенсивным дорожным движением

1700 – 2200

 

3000

 

Жилая застройка с высоким уровнем благоустройства и регулярной механизированной уборкой дорожных покрытий

300 – 1000

 

отсутствие за счет уборки и вывоза снега

 

Районы, включающие крупные промышленные предприятия и жилые кварталы

1700 – 2500

 

4000

 

Строительные площадки, жилые районы на территории, подверженной эрозии

4000 – 6000

 

Состав поверхностного стока с территории промышленных предприятий определяется характером основных технологических процессов, эффективностью работы систем пыле- и газоулавливания, организацией складирования и транспортирования сырья и отходов производства, санитарным состоянием территории. Для обеспечения нормального производственного процесса на территории промышленных предприятий должны организовываться своевременная уборка и вывоз снега. Основным видом поверхностного стока в этом случае являются дождевые сточные воды. В зависимости от состава накапливающихся на территории промплощадок и смываемых поверхностным стоком веществ промышленные предприятия делят на две группы. К первой группе относят предприятия, поверхностный сток с территории которых не содержит специфических веществ с токсичными свойствами и близок по своему составу к дождевому стоку с районов жилой застройки. К этой группе относят предприятия энергетической отрасли, черной металлургии (кроме коксохимических производств), машиностроения, металлообрабатывающие и нефтеперерабатывающие заводы, приборостроительные заводы, предприятия легкой, пищевой, электротехнической отраслей промышленности. Остальные предприятия относятся ко второй группе и характеризуются наличием в поверхностном стоке со своей территории большого количества органических примесей и специфических веществ. Ориентировочный состав поверхностного стока с территории промышленных предприятий приведен в таблице далее.

 

Таблица. Усредненные показатели состава дождевого стока

с территорий промышленных предприятий

 

Показатель

Содержание в дождевом стоке с территории предприятий, г3

1-й группы

2-й группы

Взвешенные вещества

500 – 2000

2000 – 4000

БПК5

в пересчете на растворенные вещества

20– 30

 

40– 90

 

с учетом диспергированных веществ

40– 60

 

80 – 180

 

ХПК

в пересчете на растворенные вещества

100 – 200

 

 

с учетом диспергированных веществ

200 – 600

 

 

Нефтепродукты:

10 – 30

18 – 25

при интенсивном движении автотранспорта

30 – 70

 

для нефтяной отрасли

до 500

Минеральный состав

200 500

 

 

В поверхностном стоке с территории предприятий второй группы содержатся также специфические токсические вещества, такие как тяжелые металлы, фенолы, фтор, мышьяк, роданиды, аммиак и другие. Наличие специфических веществ определяется технологией производства.

Для того чтобы определить количество веществ, поступающих в водный объект с поверхностным стоком, необходимо знать его состав и расход. Количество дождевых и снеговых вод зависит от количества выпавших атмосферных осадков и характеристик водосборной территории. Объем поливомоечных вод определяется принятой технологией мойки и площадью обрабатываемых покрытий. Не все выпавшие атмосферные осадки и воды, образующиеся после мойки площадей, улиц и автодорог, попадают в водный объект. Часть атмосферных осадков перехватывается верхними ярусами растительного покрова и не достигает поверхности земли. Попавшие на водосборную площадь осадки и поливомоечные воды стекают по склону местности в водный объект, по пути, задерживаясь в неровностях рельефа, испаряются, просачиваются в почву и грунтовые воды. Возможные потери атмосферных осадков и поливомоечных вод на пути к водному объекту представлены на рисунке далее.

Рис. Потери атмосферных осадков и поливомоечных вод

в процессе формирования поверхностного стока

 

Оставшаяся часть поверхностных сточных вод составляет общий слой поверхностного стока. Для учета потерь поверхностных сточных вод на водосборной площади используется понятие коэффициента стока (ψ). Этот коэффициент численно равен отношению количества воды, стекающей с поверхностным стоком в водный объект с единицы площади в единицу времени, к количеству попавших на единицу площади в единицу времени осадков и поливомоечных вод. Величина коэффициента стока для поливомоечных сточных вод принимается равной ψ = 0,6. Для дождевых и снеговых сточных вод эта величина зависит от характеристик поверхности водосборной территории. Значения коэффициентов стока для основных типов поверхности приведены в таблице ниже.

 

Таблица. Значения коэффициентов стока

Вид водосборной поверхности

Величина коэффициента стока

 

 

дождевой сток

снеговой сток

Застроенные территории

0,6

0,6

Незастроенные территории

0,3

0,6

Парки, гравийные покрытия

0,3

0,6

Водонепроницаемые поверхности

0,6 – 0,8

0,91 – 0,95

Грунтовые поверхности

0,2

0,6

Газоны, зеленые насаждения

0,1

0,2

 

Значение коэффициента стока для водосборного бассейна рассчитывается как средневзвешенное для всей площади по формуле:

 

где αi – весовые коэффициенты, равные по величине отношению площади, занимаемой данным видом покрытия, к общей водосборной площади;

ψi – коэффициенты стока для разных видов покрытий.

 

При ориентировочных расчетах количества поверхностного стока с территории небольших городов или поселков величина коэффициента стока для дождевых и снеговых вод может приниматься в пределах 0,3–0,4 и 0,5–0,7 соответственно.

Объем дождевых или снеговых вод за год рассчитывается по формуле:

W = 10  ψ  F  H, м3/год,

 

где ψ – коэффициент стока дождевых или снеговых вод;

Fплощадь водосборной территории, га;

Н – слой осадков за теплый или холодный период года соответственно, мм.

 

Объем поливомоечных сточных вод определяется по формуле:

W = 10  т  kFm  ψ, м3/год,

 

где т – расход воды на мойку единицы площади, л/м2;

k – количество моек в году;

Fm – площадь обрабатываемых покрытий, га; ψкоэффициент стока поливомоечных сточных вод.

 

Значения всех параметров, входящих в эту формулу, определяются в соответствии со следующими нормативами:

1)      на мойку 1 м2 площади расходуется от 1,2 до 1,5 литров воды;

2)      количество моек для условий города составляет от 50 до 150 за год;

3)      площадь покрытий, нуждающихся в мойке, составляет 20 % от всей территории города;

4)      коэффициент стока поливомоечных сточных вод принимается равным 0,6.

Если на водосборной территории расположены большие парки или участки лесных массивов, проявляется эффект задержания части атмосферных осадков растительным покровом. В этом случае объем поверхностного стока уменьшается. Расчет количества задержанных атмосферных осадков производится по абсолютным нормам задержания, приведенным в таблице далее.

 

Таблица.  Абсолютные нормы задержания атмосферных осадков древесной растительностью

 

 

Вид растительности

Слой задержанных атмосферных осадков Нз, мм

Месяцы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

за год

Хвойный лес Лиственный лес

10

1

10

1

10

1

18

4

19 10

20 11

25 14

22 12

17

8

16

6

12

4

10

2

189

79

 

Слой выпавших атмосферных осадков корректируется на величину задержанных осадков с учетом соотношения площадей, занятых различными видами деревьев, и всей водосборной площади. Объем дождевых или снеговых сточных вод определяется в этом случае по формуле:

 

W = 10  ψ  F(HH3), м3/год,

 

где ψ – коэффициент стока; 

Fводосборная площадь, га;

H и H3 – слои выпавших и задержанных осадков соответственно, мм.

 

Общий объем поверхностного стока с водосборной территории за год определяется как сумма составляющих:

W = WД + WС + WПМ ,

где WД , WС и WПМ – объемы дождевых, снеговых и поливомоечных сточных вод соответственно.

Суммарное значение годового выноса веществ с поверхностным стоком рассчитывается как

G = WД  CД + WС  CС + WПМ  CПМ ,

где CД, CС и CПМ – концентрации веществ в дождевых, снеговых и поливомоечных сточных водах соответственно, г/м3.

 


Промокод, купон на услуги 1C-UMI, 51%
Промокод, купон на услуги 1C-UMI, 51%


Купон, промокод Google Ads (Adwords) 600R/200R Ю.Африка
Купон, промокод Google Ads (Adwords) 600R/200R Ю.Африка


Купон промокод Google Adwords 1500/525 гривен Украина
Купон промокод Google Adwords 1500/525 гривен Украина