Курсовая работа: Проектування екологічних мереж Ратнівського району

Стан використання водних ресурсів оцінюється (класифікується) за такими характеристиками:

Wз – об’єм забору води з річок;

Wу - об’єм збитків річковому стоку внаслідок забору підземних вод, які гідравлічно пов’язані з річковою мережею;

Wф – фактичний об’єм стоку річки;

Wс - об’єм скидних вод у річкову мережу;

Wз.в. - об’єм скиду забруднених вод у річкову мережу.

На основі цих характеристик обчислюють такі відносні показники:

q1=;(5.13)

q2=;(5.14)

q3=;(5.15)

q4=.(5.16)

Стан використання річкового стоку за кожним показником оцінюють множиною логічних альтернатив, які визначають якісну характеристику антропогенного впливу.

 Вона може бути представлена вектором U = (U5, U4, U3, U2, U1) = (“катастрофічний”, “дуже поганий”, “поганий”, задовільний”, “добрий”). Компоненти цього вектора (альтернативи) визначаються за логічною функцією:

.(5.17)

i є /1,4/

Оцінку узагальненого впливу критеріїв і класифікацію підсистеми здійснюють на основі введення функцій  які мають вигляд:

(5.18)

k є /1,4/

Таблиця 5.4

Критерії оцінки стану озер та їх басейнів за даними про використання її водних ресурсів

Для оцінки узагальненого критерію вводять середньозважені нормовані функції мір Ні і Ні(-), а також середньозважену функцію міри

Ні(-)*:

.(5.19)

.(5.20)

.(5.21)

де: Уk(-) – від’ємна функція міри, βk – ваговий коефіцієнт, що відображує відносну важливість k-го показника (табл. 18).

Таблиця 5.5

Вагові коефіцієнти βk

Множина альтернатив підсистеми “Використання річкового стоку” за аналогією з альтернативами за критеріями має такі стани:

W1 – стан “добрий”, за якого відсутні “катастрофічний”, “дуже поганий” і “поганий” стани показників

minУі ≥ 0,(5.22)

наявністю двох чи більше “добрих” станів окремих показників, що досягнуто введенням порогових обмежень.

Ні ≥ 2,2.(5.23)

W2 – стан “задовільний”, за якого відсутні “катастрофічні” і “дуже погані” стани показників. “Поганий” стан допускається лише для показників q1 і q2. Величина критерію відповідає:

0,8 « Ні « 2,2.(5.24)

W3 – стан “поганий”, за якого відсутні “катастрофічні” оцінки станів показників, а також “погані” стани окремо і водночас по q3 і q4. Величина критерію перебуває в межах:

-2,2 « Ні < 0,8(5.25)

W4 – стан “дуже поганий”, характеризується величиною критерію

-3,2 « Ні < -2,2(5.26)

При цьому відсутні “катастрофічні” стани q3 і q4, допускається “катастрофічний” стан за показником q1.

W5 – “катастрофічний” стан, що характеризується величиною критерію

Ні ≥ -3,2.(5.27)

і не належить до станів W1–W4.

Результати розрахунків за цією методикою наведені в таблиці 5.6. За формулами 5.13-5.16 обчислюємо значення показників qi. Вони такі:

Таблиця 5.6

Якісну оцінку стану озер за характером використання водних ресурсів при одержаних значеннях показників qi встановлюємо за допомогою таблиці 5.2 а числову – за формулами 5.17-5.18. Ці оцінки виявилися такими:

Таблиця 5.7

За формулою (5.19) оцінюємо стан за спільної дії всіх показників. Вагові їхні коефіцієнти беремо з таблиці 5.5

Н Горіхове=3*0,1+3*0,2+3*0,3+3*0,4//0,1+0,2+0,3+0,4=1,92

Н Турське =(-1)*0,1+3*(-1)+3*0,3+3*0,4//0,1+0,2+0,3+0,4=1

Н Горіховець =3*0,1+3*0,2+3*0,3+3*0,4//0,1+0,2+0,3+0,4=1,92

Н Дружби =3*0,1+3*0,2+3*0,3+3*0,4//0,1+0,2+0,3+0,4=1,92

Н Лука=3*0,1+3*0,2+3*0,3+3*0,4//0,1+0,2+0,3+0,4=1,92

Н Любовель=3*0,1+3*0,2+3*0,3+3*0,4//0,1+0,2+0,3+0,4=1,92

Н Волянське=3*0,1+3*0,2+3*0,3+3*0,4//0,1+0,2+0,3+0,4=1,92

W2 – стан “задовільний”. Величина критерію відповідає:

0,8 « Ні « 2,2.

Таким чином, за станом фактичного використання річкового стоку ситуація в Ратнівському районі - задовільна [17].

5.1.4 Якість води

Оцінюється згідно методики [5.18] за підсистемою “Якість води”.

У підсистемі виділяють два блоки – “Хімічне забруднення” і “Бактеріальне забруднення”, які разом характеризують якість води і є найважливішими для оцінки (класифікації) антропогенного впливу за комплексом критеріїв.

Оцінка якості води за ступенем хімічного забруднення

При класифікації якості води з позиції оцінки її екологічного стану за компонентами хімічного складу виділяють шість класів води: “дуже чиста” (І), “чиста”(ІІ), “незадовільної чистоти” (ІІІ), “забруднена” (IV), “брудна” (V) і “дуже брудна” (VI).

Позначимо суму відношень фактичних концентрацій і-ої речовини Si до їхніх гранично допустимих концентрацій (ГДКі) через r, тобто

, (5.28)

де n – загальна кількість речовин.

Нехай К – логічна функція, що співвідноситься із значеннями класу води, як

(5.29)

Тоді клас (оцінка стану) у блоці “Хімічне забруднення” визначають як максимальне значення за формулою:

К=max K(r). (5.30)

Для оцінки стану блоку на множині класів (оцінок) Кi вводять міру (Кi):

3, якщо Кi =К1 ;

1, якщо Кi =К2 ;

0, якщо Кi =К3 ;(5.31)

- 1, якщо Кi =К4 ;

- 3, якщо Кi =К5;

- 4, якщо Кi =К6.

В основу розробки алгоритму класифікації (оцінки) стану в блоці “Бактеріальне забруднення” покладено той самий принцип, що й у блоці “Хімічне забруднення”. Оцінку здійснюють за провідним фактором – колі-індексом (кількість кишкових паличок в 1 л води).

Градації критерію бактеріального забруднення утворюють вектор ситуації, а саме:

(5.32)

де: вектор Р – множина альтернатив: Р = (Р1, Р2, Р3, Р4, Р5, Р6)= (“дуже чиста“, “чиста”, “незадовільної чистоти”, “забруднена”, “брудна”, “дуже брудна”).

На множині альтернатив вводиться числова функція міри , а саме

(5.33)

Для класифікації (оцінки) підсистеми “Якість води” вводиться вектор КР = Р, тобто з тими самими альтернативами, що і вектор Р. Міру та клас (оцінку) КР =Q = φ(Q) визначають як:

(5.34)

Розглянувши методику оцінки (класифікації) стану якості річкових вод, звернулися до визначення забрудненості вод за хімічними показниками як процесу, явища. Під забрудненістю вод річок, озер чи інших об’єктів розуміють перевищення концентрації якихось (небажаних) речовин над гранично допустимою концентрацією (ГДК), що викликає порушення норм якості води.

Рівень забрудненості водного об’єкту залежить від його розміру, умов перемішування водних мас, температури води, кількості і складу стічних вод, концентрації забруднюючих речовин у них, наявності завислих речовин, гідробіологічного і мікробіологічного складу, об’єму водної маси.

Для характеристики рівня забрудненості води використовують фізичні, хімічні, гідробіологічні та мікробіологічні показники.

У нашому випадку вихідні дані такі:

Таблиця 5.8

Для оцінки якості води за окремими показниками використовують нормативи якості поверхневих вод з екологічних позицій, за таблицею 5.8

Таблиця 5.9

Нормативи якості поверхневих текучих вод (з екологічних позицій)

Кількісне значення класу води за хімічним забрудненням визначають за формулою 33. Вони дорівнюють: Турське- φ(К4)= -1, Любовель- φ(К3)= 0, Горіхове- φ(К4)= -1, Дружби- φ(К4)= -1, Волянське- φ(К4)= -1, Горіховець- φ(К5)=-3, Лука- φ(К4)= -1.

За результатами виконаних досліджень можна констатувати, що води озер Ратнівського району мають 3-5 класи якості води.

Оцінка якості води за ступенем бактеріологічного забруднення

Таблиця 5.10

Критерії оцінки бактеріального забруднення води за колі-індексом

Колі –індекс озер Ратнівського району на час визначення складав:

Турське-10900, Любовель-1000, Горіхове-600, Дружби-500, Волянське-300, Горіховець-1200, Лука-6700. Звідси клас води: Турське-Забруднена φ(Р4)= -1, Любовель-Чиста φ(Р2)=1, Горіхове-Чиста φ(Р2)=1, Дружби-Чиста φ(Р2)=1, Волянське-Чиста φ(Р2)=1, Горіховець-Задовільної чистоти φ(Р3)= 0, Лука-Задовільної чистоти φ(Р3)= 0.

Оцінку стану підсистеми „Якість води” здійснюють за формулою 34 як менше значення мір блоків „Хімічне забруднення” і „Бактеріальне забруднення”. Таким чином, вода в озерах Ратнівського району оцінюється(класифікується) як: Турське - „Забруднена”, Любовель - „Чиста”, Горіхове - „Чиста”, Дружби - „Чиста”, Волянське - „Чиста”, Горіховець - „Задовільної чистоти”, Лука - „Задовільної чистоти” [17].

5.1.5 Оцінка стану річки та її басейну за оцінками окремих підсистем

Розрахунок антропогенного навантаження та оцінку його впливу на екосистеми озер Ратнівського району виконаний за результатами оцінки стану основних природних підсистем-земельних ресурсів, водних ресурсів, якості води за хімічним, токсикологічному і бактеріологічному та радіаційному забрудненню.

Стан всієї системи описується вектором альтернатив U = (U1, U2, U3, U4, U5, U6), кожна з яких відповідає одній з оцінок /“добрий”, “зміни незначні”, “задовільний”, “поганий”, “дуже поганий”, “катастрофічний”/.

Функція міри множини має вигляд:

(5.35)

Маючи визначені раніше оцінки (класи) стану підсистем, за формулою

ІКАН =,(5.36)

де: Lm, Wm та Qm – поточний стан підсистем, обчислюють індукційний коефіцієнт антропогенного навантаження (ІКАН)

ІКАН 2 = 0,3*(-0,7)+0,2*1,92+0,5*0 = 0,17

ІКАН 6 = 0,3*(-1,5)+0,2*1,92+0,5*(-3) = -1,6

ІКАН 9= 0,3*2,8+0,2*1,92+0,5*(-1) = 0,72

ІКАН 12= 0,3*(-1,4)+0,2*1,92+0,5*0 = -0,04

ІКАН 15= 0,3*-(1,8)+0,2*1,92+0,5*(-1) = -0,66

ІКАН 16= 0,3*(-1,2)+0,2*1,92+0,5*(-1) = -0,48

ІКАН 59= 0,3*3,2+0,2*1,92+0,5*(-1) = 0,66

ІКАН 60= 0,3*(-2,4)+0,2*1+0,5*(-1) = 1,02

ІКАН 69= 0,3*(-0,3)+0,2*1+0,5*(-1) = -0,35

Значення категорій Uі визначається за умови:

(5.37)

 і є /1,6/

Міри категорії визначають як  за формулою5.35[17].

Результати розрахунків по кожному розрахунковому квадрату наведені в таблиці 5.7. Дані цієї таблиці свідчать, що під впливом господарської діяльності природний стан екосистем Ратнівського району зазнав змін.

Таблиця 5.11

Оцінка стану водних об’єктів Ратнівського району за оцінками окремих підсистем

Отже, стан Ратнівського району за оцінками окремих підсистем оцінюємо як:

-      в квадратах №2, №12, і №69 – «задовільний»;

-      в квадратах №9, №60 – «зміни незначні»;

-      в квадратах №15, і №59 і №16 – «поганий»;

-      в квадраті № 6 – «дуже поганий».

Виходячи з цього, можна сказати, що в квадратах №2, №12, №69, №9, №60, №59 і №6 необхідно зменшити антропогенне навантаження і по можливості збільшити площі земель під лісом. Водогосподарсько-екологічна оцінка Ратнівського району наведена в листі 2.

Розділ 6. Самарівська меліоративна система та її вплив на навколишнє природне середовище

6.1 Сучасний стан Самарівської осушувальної системи

6.1.1 Планове розміщення провідної і регульованої мережі каналів

Розміщення каналів в плані прийнято з розрахунком рельєфу ділянки, геологічної будови і вимог ДБН В.2.4.1-99.

Конфігурація меліорованих ділянок наближена до прямокутної форми, що забезпечує зручний механізований обробіток.

Відступ від прямокутної форми і прямолінійних границь ділянок має місце, в основному, в смугах примикання системи до доріг, границь землекористування.

6.1.2 Магістральний канал

Магістральний канал повинен забезпечувати нормальну роботу каналів провідної і регулюючої мережі, на протязі всього періоду роботи осушувальної системи і не перешкоджати зниженню рівня ґрунтових вод на у ділянки до глибини, яку вимагають умови сільськогосподарського виробництва.

Весною до початку польових робіт рівні ґрунтових вод повинні знаходитись на глибині, яка дозволяє проводити нормальний обробіток грунту механізмами.

Проектом передбачено будівництво магістрального каналу довжиною 7,87 км.

З розрахунком витрат, геологічного перерізу русел і способів виконання робіт, форма поперечного розрізу магістрального каналу прийнята трапецеїдальна з параметрами: b=1,0 м; h=2,0 м; т=2,0 м.

Прийнята форма поперечного розрізу і повздовжній ухил каналу забезпечує не розмивання русла при проходженні розрахункових паводків і його стійкість при різких коливаннях горизонтів води.

Для гідравлічного розрахунку магістрального каналу прийняті витрати високо літніх паводків (10%-ної забезпеченості, витрати передпосівно-посівного періоду 10%-ної забезпеченості, і витрати меженного періоду 50%-ної забезпеченості), що відповідає ДБН В.2.4.1-99.

Рівневий режим магістрального каналу запроектований у відповідності з вимогами без підпірної роботи провідних і регуляційних каналів, закритої осушувальної мережі, а також вимог сільськогосподарського виробництва.

Для гідравлічного розрахунку магістрального каналу використана форма рівномірного руху води у відкритих каналах і рекомендації ДБН В.2.4.1-99.

Укоси на інших ділянках засіваються травами.

6.1.3 Осушувальна мережа каналів

Крім магістрального каналу в склад осушувальної системи входять провідна і регуляційна мережа каналів, яка виконує наступні функції:

-      своєчасне відведення поверхневих вод з території, яка осушується;

-      забезпечення необхідної норми осушення до початку польових робіт в період сільськогосподарських культур;

-      подача води для зволоження осушених земель в посушливі літні періоди року;

Величина норми осушення для різних культур, грунтів і періодів визначення у

відповідності з рекомендаціями науково-дослідних організацій, які використовують осушені землі.

Нижче приведені прийняті норми осушення:

Таблиця 6.1

Норми осушення для деяких сільськогосподарських культур

Як відзначалося вище, на системі передбачено осушення мінеральних грунтів і малопотужних торф’яників – гончарним дренажем, середні – і потужні торф’яники – відкритою мережею.

Враховуючи норми осушення, осад торфу, поширення кривої депресії між каналами, умови безнапірної роботи закритої мережі намічена глибина каналів.

На ділянках осушення відкритою мережею глибина каналів прийнята 1,6-1,8 м, на ділянках гончарного дренажу 1,8-2,2 м.

Відстань між каналами визначено розрахунками і прийнято:

·     на ділянці осушення відкритої мережі – 250 м

·     на гончарному дренажі – 500 м

При виборі направлення трас каналів враховувалося направлення паводка, потік ґрунтових вод.

Для перехвату потоку ґрунтових вод з прилягаючих територій запроектовані нагірно-ловильні канали.

Розміри поперечних розрізів каналів, які мають водозбірну площу не менше 5 км2 прийняті конструктивно виходячи з геологічних умов: розмірів ковша екскаватора.

Поперечний розріз каналів прийнято трапецеїдальний з шириною по дну 0,6 м, закладенням укосів 2,0 м.

Поздовжній ухил дна каналів прийнятий у відповідності з ухилом місцевості і відповідно до ДБН В.2.4.1-99 прийнятий не менше 0,0002

Всі укоси каналів засіваються травами.

Скид поверхневих вод з понижених ділянок місцевості буде здійснюватися воронками.

6.1.4 Гончарний дренаж

На основі вивчених матеріалів грунтово-меліоративних, інженерно-геологічних і гідрологічних передбачається осушення земель на площі 1527 га гончарним дренажем, в тому числі поодиникими дренами – 1009 га, систематичним – 518 га, який являється більш досконалий і надійним способом осушення.

Відстань між поодинокими дренами прийнята:

 на пісках – 80м

 на торфі – 50м

При прийняті діаметрів поодиноких дрен враховуються наступні фактори: рельєф ділянки, відстань між каналами.

В зв’язку з тим, що довжина дрен більша ніж 200 м діаметр труб прийнятий 70 мм, на ділянках з довжиною більше 400 м – діаметр 100 мм.

Глибина закладання дрен приймалась з таким розрахунком, щоб дрена забезпечувала необхідну норму осушення в посівний період і по можливості знаходилася в добре проникному ґрунті, і створювалася б можливість подачі води на зволоження.

Ухили дренажних ліній, в залежності від діаметра труб, прийняті наступні:

d=70 мм – 0,0015

d=100 мм – 0,0010

Враховуючи геологічні умови масиву на ділянках, які складені супісками, суглинками передбачається осушення систематичним гончарним дренажем.

Розрахунок відстані між дренами виконаний по формулі О. М. Костякова без врахування впливу напірних вод, а також по механічному складу.

Результати розрахунків і прийняті відстані між дренами наведені в табл. 6.2

Таблиця 6.2

Розміщення закритої осушувальної мережі в плані, гідрологічні розрахунки виконані у відповідності з ДБН В.2.4.1-99.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7