Расчёт НДС для Северной Двины

Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный технологический университет растительных полимеров

Кафедра охраны окружающей среды и рационального использования

природных ресурсов

Отчет по дисциплине: «Управление  территориально – природными комплексами»

Расчет НДВ по бассейну реки Северная Двина

Санкт-Петербург

2012г.

Содержание

1. Общие сведения о бассейне………………………………………………………………….3

2. Характеристика хозяйственной деятельности на водных объектах и их водосборной площади. Источники воздействия…………………………………………………………...4

1. Виды хозяйственной деятельности, чье воздействие на водные объекты подлежит нормированию………………………………………………………..4

2. Источники воздействия………………………………………………………….4

2.2.1 Локализация, уровень, продолжительность и периодичность воздействия и степень управляемости им………………………………………4

2. Краткая характеристика источников воздействия…………………..…7

3. Характеристика расчетного участка ……………………………………………………8

4. Данные для расчета НДВ_хим по расчетному участку № 3…………………………….15
5. Нормативы допустимого воздействия на водные объекты по привносу химических и

           взвешенных минеральных веществ (НДВ_хим)…………………………………………16

6. Расчет нормативов………………………………………………………………………20
7. Результаты расчета……………………………………………………………………...30
8. Литература...……………………………………………………………………………..31

1. Общие сведения о бассейне

Бассейн реки Северной Двины  расположен в северной части Восточно-Европейской  равнины и принадлежит к бассейну Белого моря.

Река Северная Двина – одна из крупнейших рек Европейского Севера, дает 70% всего притока речной воды в Белое море. По водоносности в  Европейской части РФ она стоит  на 4-ом месте, уступая рекам Волге, Каме и Печоре.

В административном отношении бассейн реки Северной Двины расположен в Северо-Западном федеральном округе на территории 4-х субъектов Российской Федерации: Архангельской, Вологодской и Кировской областей и Республики Коми.

Площадь бассейна в пределах субъектов РФ составляет:

• АРХАНГЕЛЬСКАЯ ОБЛАСТЬ со столицей г.Архангельск – 155,2 тыс. км² (43% от общей площади бассейна); сюда входят 15  из 20  административных районов области (6 полностью, 9 частично), города Архангельск, Котлас, Новодвинск.
• ВОЛОГОДСКАЯ ОБЛАСТЬ со столицей г.Вологдой – 77,1 тыс.км² (22%);  18 из 26 административных районов области (из них 11 частично), города Вологда, Сокол, Великий Устюг.
• РЕСПУБЛИКА КОМИ со столицей г.Сыктывкар – 113,5 тыс.км² (32%); 10 из 16 административных районов (из них 4 частично), города Сыктывкар, Микунь, Емва.
• КИРОВСКАЯ ОБЛАСТЬ – 11,2 тыс.км² (3%) в пределах 3-х административных районов (из них 2 частично), город Луза.

Общая численность населения, проживающего в пределах бассейна, составляет 2млн. 120 тыс. человек (рис.1). Средняя плотность населения в бассейне – 6 человек на 1 км². Большая часть населения проживает в городах (~70%) и в том числе в 3-х крупных – Архангельске, Вологде и Сыктывкаре (43%). Плотность сельского населения колеблется по районам от 2 до 28 человек на 1 км².

Рис. 1. Численность населения  в бассейне р.Сев. Двины по субъектам  РФ

Наличие значительных лесных ресурсов в пределах рассматриваемой территории определило преимущественное развитие лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности. В бассейне расположены 5 крупных целлюлозно-бумажных комбинатов (ЦБК), десятки лесозаготовительных и деревообрабатывающих  предприятий. Кроме того, в пределах бассейна имеется предприятия легкой и пищевой промышленности, электроэнергетики, машиностроения и металлообработки, коммунального хозяйства, сельского и рыбного хозяйств, нефтегазового комплекса и др. Водный транспорт обеспечивает пассажирские и грузовые перевозки ФГУ «Северо-Двинское ГБУВПиС», ФГУ «Севводпуть»).

2. Характеристика хозяйственной деятельности на водных объектах и их водосборной площади. Источники воздействия

2.1. Виды хозяйственной деятельности, чье воздействие на водные объекты подлежит нормированию

Виды нормируемого воздействия  на водные объекты, возникающие при хозяйственной и иной деятельности на акватории или водосборной площади водных объектов, определяются исходя из целей использования водного объекта с учетом специфики отраслей промышленности.

Водные объекты бассейна реки Северной Двины в пределах рассматриваемых зон влияния крупных промузлов используются в целях:

– водоснабжения питьевого и  хозяйственно-питьевого;

– сброса сточных и дренажных  вод;

– рыбохозяйственных, рыболовства  и охоты;

– рекреационных.

2.2. Источники воздействия.

2.2.1. Локализация, уровень, продолжительность и периодичность воздействия и степень управляемости им.

При нормировании допустимых антропогенных  воздействий на водный объект по видам  хозяйственной деятельности учитываются: источники воздействия и их специфика, определяемая отраслью промышленности, и  такие характеристики воздействия, как локализация, уровень, продолжительность, периодичность и другие (табл.2.1).

Таблица 2.1

Классификация источников загрязнения  поверхностных водных объектов и  их водосборов, расположенных в бассейне р.Северной Двины

Поступление загрязняющих веществ  в поверхностные водные объекты  от различных источников воздействия происходит двумя путями:

– посредством сосредоточенных  сбросов, осуществляемых с использованием инженерных сооружений (трубопроводы, выпуски, каналы и т.п.),

– с рассредоточенным поверхностным  ливневым и талым стоком с  загрязненных территорий, входящих в зоны влияния промышленных, сельскохозяйственных, жилых и других объектов.

По степени локализации воздействия сосредоточенные сбросы являются точечным воздействием, имеющим пространственную характеристику в виде координатов выпуска. Поверхностный сток с загрязненной территории, напротив, является диффузным воздействием, характеризующимся площадью загрязнения и поступающим в водные объекты на отрезке береговой линии.

По степени локализации воздействия  источники на территории бассейна р.Северной Двины разделяются следующим  образом:

– источники, осуществляющие точечное воздействие:

• выпуски сточных вод промышленных. жилищно-коммунальных и иных объектов экономики;

– источники, осуществляющие диффузное  воздействие:

• неканализованные территории населенных пунктов;
• сельскохозяйственные предприятия, сельхозугодья;
• автомобильные и железные дороги;
• свалки, полигоны, хвостохранилища и др. объекты размещения отходов;;
• атмосферные осадки;
• объекты (линейные) транспортировки нефти и газа;
• водный транспорт;
• лесосплав.

Уровень воздействия оценивается вкладом отдельных источников в общую нагрузку на водный объект по конкретному виду воздействия. Нормированию в первую очередь подлежат источники, оказывающие наибольшее негативное воздействие на водный объект.

Основными источниками воздействия  являются крупные предприятия промышленности, в первую очередь – целлюлозно-бумажные комбинаты, которые размещаются в пределах рассматриваемой территории.

По продолжительности  воздействия следует отметить, что негативное воздействие на водные объекты бассейна реки Северной Двины осуществляется непрерывно уже продолжительное время – первые целлюлозно-бумажные предприятия в бассейне появились в конце XIX века. С этого же времени основные реки бассейна использовались для молевого сплава леса. Большая антропогенная нагрузка на бассейн в течение последних 40 лет связана в первую очередь с деятельностью целлюлозно-бумажных комбинатов, а также со сбросами неочищенных хоз.-бытовых сточных вод от населенных пунктов. При этом стоки ЦБК содержат большое количество взвешенных и трудноокисляемых органических веществ, накапливающихся в донных отложениях в водных объектах и служащих источником вторичного загрязнения.

По периодичности  воздействия  источники точечного воздействия (сосредоточенные сбросы сточных вод) характеризуются равномерностью поступления, в то время как диффузное воздействие осуществляется неравномерно в течение года и зависит от сезонных поступлений осадков с учетом накопления загрязнения в снежном покрове.

По степени управляемости воздействие подразделяется на управляемые, потенциально управляемые и неуправляемые. Применительно к воздействию, заключающемся в привносе в водный объект или его часть загрязняющих веществ, в общей массе привноса  выделяются три составляющие, зависящие от источников загрязнения:

– природная (не подлежит регулированию, учитывается при установлении допустимого воздействия по видам водопользования без изъятия водных ресурсов ),

– неуправляемый или слабоуправляемый привнос (неорганизованные площадные диффузные источники загрязнения, управление которыми на современном этапе технически неосуществимо или малоэффективно),

 – управляемый или потенциально  управляемый привнос загрязняющих  веществ (организованные источники загрязнения и диффузные источники загрязнения, чьи количественные и качественные характеристики могут регулироваться  посредством технических средств на современном этапе.)

2.2.2. Краткая характеристика источников воздействия

Основными факторами, оказывающими влияние  на качество воды водных объектов бассейна р.Северной Двины, являются:

– сосредоточенные сбросы сточных  вод от точечных источников загрязнения (сброс неочищенных и недостаточно очищенных сточных вод предприятий  промышленности и коммунального хозяйства, возвратных подогретых вод теплоэнергетики и т.п.);

– рассредоточенные сбросы сточных вод от диффузных потенциально управляемых источников загрязнения (сброс ливневых и талых сточных вод с городских территорий, где отсутствует или плохо работает канализация; поверхностный и дренажный сток с территорий промпредприятий и зон их влияния, характеризующихся повышенным уровнем загрязнения почвы, а также с территорий сельскохозяйственных предприятий – ферм, комплексов, птицефабрик);

– рассредоточенные сбросы сточных  вод от диффузных неуправляемых  источников загрязнения (ливневые и талые сточные воды от сельских населенных пунктов, не имеющих ливневой канализации; поверхностный и дренажный сток с сельхозугодий, мест складирования промышленных отходов, свалок и полигонов для размещения ТБО, территорий, прилегающих к автомобильным и железным дорогам, трассам нефте- и газопроводов и др.).

3. Характеристика расчетного участка

Гидрографические единицы, водохозяйственные  и расчетные участки, выделенные в пределах территории бассейна реки Северной Двины:

3.   Бассейновый округ - 03. Двинско-Печорский

2. Гидрографические единицы¹:

бассейнового уровня - 03.02.00 Северная Двина

подбассейнового уровня - 03.02.01 Малая  Северная Двина

3. Водохозяйственные участки² - 03.02.01.003 (Малая) Северная Двина от начала реки до впадения р. Вычегда без рр. Юг и Сухона (от истока до Кубенского г/у)

        4. Расчетные участки³  - № 3 р.Сухона – исток из оз. Кубенское – выше устья  р.Вологды.

Примечание:

¹Бассейновый округ и гидрографические единицы утверждены приказом МПР РФ № 265 от 11.10.2007г

²Водохозяйственные участки приведены согласно водохозяйственному районированию территории Российской Федерации (приказ МПР РФ №135 от 30.06.2008г.)

³ Расчетные участки выделены в пределах водохозяйственных участков при водохозяйственном районировании территории бассейна реки Северной Двины.  

Таблица3.1

Таблица 3.2

Река Сухона

Река Сухона – основная составляющая р.Северной Двины; слиянием рек Сухоны и Юга образуется р.Малая Северная Двина.

Длина реки 558км, площадь  водосбора – 50300км², что составляет примерно 1/3 площади Вологодской области. Из общей площади водосбора р.Сухоны на долю водосбора Кубенского озера приходится около 30%. Коэффициент густоты речной сети –0,45 км/км².

Река Сухона является крупнейшей водной артерией Вологодской  области. Она берет начало из озера Кубенского, вытекая из него двумя рукавами. из которых главным является собственно р.Сухона; другой рукав – Большой Пучкас, протяженностью 20 километров (южный, очень мелкий, заросший водной растительностью), соединяется с основным руслом р.Сухоны на 8км  от истока, выше плотины «Знаменитой» (построена в 1834 г. для поддержания судоходного горизонта на оз.Кубенском и обеспечения попусков воды в р.Сухону в меженный период). В 1944г. плотина «Знаменитая» была капитально реконструирована и, начиная с навигации 1945г., попуски воды были увеличены.

В верхнем  течении (исток – с.Наремы) р.Сухона протекает по плоской широкой низменности, берега реки низкие, речная долина слабо выражена, а ниже с.Селище она сливается с долинами рр.Вологды и Лежи. Ширина долины 3–5 км, в районе впадения р.Вологды и р.Лежи - увеличивается до 13-14км. Ширина реки местами до 400 м, уклон реки – 0,000014. Малые уклоны в сочетании с более ранним вскрытием рек Вологды и Лежи обусловливают частое образование обратного течения р.Сухоны в Кубенское озеро. Это явление продолжается от 3 до 20 дней, общая его повторяемость 82%. Преимущественная глубина реки в межень около 2,0 м. Средние скорости в межень колеблются в пределах 0,20-0,50, увеличиваясь весной до 0,5-0,8 м/с.

В среднем течении (от д.Наремы до г.Тотьмы) р.Сухона протекает в более узкой древней озерно-ледниковой низине. Долина реки выражена более четко, ширина ее  до 3км. Пойма шириной 500-800м имеет прерывистое, преимущественно одностороннее распространение. Русло – слабоизвилистое, шириной – 200-300 м,  глубиной  на плёсах до - 2,5 м. Средний уклон реки – 0,000041; средние скорости течения в межень составляют 0,30-0,70 м/с, увеличиваясь весной до 0,60-1,40м/с.

В нижнем течении (от г.Тотьмы до устья) характер реки резко изменяется: речная долина сужается до 0,5-1,0 км, коренные берега возвышаются над меженным уровнем на 15 - 60 м. Падение составляет в среднем 18 см/км (0,00018). Долина Сухоны глубоко врезана и местами имеет каньонообразный характер, высота склонов долины 20-30 м, реже 50-80 м над меженным уровнем воды; к устью она уменьшается до 15-25м. Склоны часто террасированы; насчитывается до 5-6 террас на высоте 3-4, 7-8, 10-12, 18-20, 25-27м и выше 35м.

Ширина поймы - 50-300 м. Русло однорукавное, извилистое, Ширина русла 250-350 м, глубина – 0,9-2,0 м. Средние скорости течения в межень 0,5-1,5 м/с; в период весеннего

половодья скорости повышаются до 1,0-2,5 м/с.

 
 
Свойства воды в реках бассейна характеризуются следующим образом:

- Прозрачность (см) – от 10 до 25;

- Запах – отсуствие;

- Вкус – пресная, на устьевом участке в дельте р.Северной Двины (при впадении в Белое море) – солоноватая;

- Температура (С^о) – от 4^о до 7^о – в зимний и от 10^о до 23^о – в летний период;

- Рh – от 6,6 до 8,7.

Таблица 3.3

Список гидрологических постов в бассейне реки Северной Двины, являющихся опорными пунктами для расчета стока

В графе "Примечания" показано, в  границах какого субъекта РФ расположен пост: В – Вологодской.

Характерными загрязняющими веществами для данного бассейна считались вещества, для которых повторяемость (число случаев в году) концентраций,  превышающих ПДК,  составляет ³ 50%. По большинству створов отмечалось превышение концентраций ЗВ в воде над ПДК_р/х по следующим показателям: ХПК, БПК₅, железо общее, медь, цинк, нефтепродукты, лигносульфонаты, фенолы. Повышенное содержание в воде железа, меди, цинка наблюдается практически на всех реках бассейна, в том числе и с незначительной антропогенной нагрузкой, в основном оно обусловлено природным фоном.

• трудноокисляемых органических веществ по ХПК, и легкоокисляемых по БПК₅;
• лигносульфонатов;
• фенолов;
• соединений меди и нефтепродуктов;
• азота нитритного и азота аммонийного;
• соединений железа;
• соединений цинка;
• дефицит растворенного в воде кислорода (ниже 2 мг/л).

Таблица 3.4

Список пунктов контроля качества вод на реках и озёрах

в бассейне р. Северная Двина

По данным мониторинга качества вод бассейна в соответствии с РД 52.24.643-2002 «Метод комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям» выполнена оценка загрязненности поверхностных вод, при этом критерием оценки служило соответствие качества воды предельно допустимым концентрациям (ПДК) вредных веществ для водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение.

При классификация степени загрязненности воды использованы следующие классы качества воды: 1-й класс – «условно чистая»; 2-й класс – «слабо загрязненная»; 3-й класс: разряд а) – «весьма загрязненная», разряд б) – «очень загрязненная»; 4-й класс: разряды а и б) – «грязная», разряд в) – «очень грязная»; 5-й класс – «экстремально грязная».

Таблица 3.5

Комплексная оценка качества поверхностных вод рек на участках в зоне влияния промузлов в бассейне р. Северная Двина в 2004 г.

* - Комплексные показатели качества воды (класс, разряд, характеристика качества) по данному пункту (створу) следует рассматривать как ориентировочные, ввиду небольшого количества   (2 - 4) наблюдений.

4. Данные для расчета НДВхим по расчетному участку № 3

Наименование участка: р.Сухона –  исток из оз. Кубенское – выше устья р. Вологды.

Площадь расчётного участка 620 км²

Площадь водосбора в створе, замыкающем расчётный участок 15 620 км²

Расположение входного и замыкающего  расчётный участок створов 558-494 км от устья

Площадь водосбора 15500 км²

Принятый модуль стока g=9,2 л/с, км²

Средний за многолетний период расход воды Q₀=142 м³/с       

Годовой сток различной обеспеченности 95% - 85,3

К расчетному участку № 3 относятся  предприятия (рис.4):

– целлюлозно-бумажная промышленность: 

1. ОАО «Сокольский ЦБК» г.Сокол (40º8’29”);
2. ООО «Сухонский ЦБК» г.Сокол (40º4’22”);

– коммунальное хозяйство:

3. ООО "Соколгорводоканал" г.Сокол (40º7’8”);
4. МУП "Управляющая компания" "Соколпромводоочистка" (40º8’2”);

– пищевая промышленность

5. ОАО "Сухонский молочный комбинат" г.Сокол (40º8’52”).

Рис. 4. Линейная карта-схема водовыпусков предприятий на расчетном участке № 3

Таблица 4.1.

Показатели использования воды по крупным предприятиям бассейна реки Северной Двины за 2007г., млн.м³/год (расчетной участок № 3)

5. Нормативы допустимого воздействия на водные объекты по привносу химических и взвешенных минеральных веществ (НДВ_хим)

Методика расчета 

В общем виде расчет НДВ_хим на расчетном участке водного объекта за любой период времени выполняется по балансовой формуле, учитывающей приходную часть:

НДВ_хим = C_нрW_уч - SUM(C_ф W_ест + C_ндиф W_ндиф +C_нвх W_вх + C_нобпр W_обпр)         (1)

где W_уч - общий объем стока на водохозяйственном участке к замыкающему створу за определенный расчетный период, млн. м³, определяемый по формуле:

W_уч = W_ест + W_ндиф + W_супр + W_вх + W_обоспр            (2)

где W_ест - объем боковой приточности с участков, не подверженных антропогенному воздействию (за вычетом участков водосборной площади, трансформированных хозяйственной деятельностью с имеющимися диффузными источниками загрязнения антропогенного происхождения, как управляемыми, так и неуправляемыми), млн. м³;

W_ндиф - объем боковой приточности на участках с неуправляемыми диффузными источниками загрязнения, млн. м³;

W_супр - объем водоотведения, включая точечные и потенциально управляемые диффузные источники загрязнения, млн. м³;

W_вх - объем стока, поступающий с вышерасположенного водохозяйственного участка, млн. м³;

W_обпр - объем стока, поступающий с притоками первого порядка, обособленными в самостоятельные расчетные участки со своими нормативами качества воды водного объекта, млн. м³;

C_нр, C_нвх, C_нобпр - нормативы качества воды водного объекта для соответствующих водохозяйственных участков, мг/л;

C_сф - концентрация нормируемого вещества, соответствующая среднему или модальному значению диапазона абиотических факторов, при которых сохраняется экологическое благополучие водного объекта, определенное по гидробиологическим показателям, мг/л.

Исходные  данные

Исходными данными, принятыми для расчета объемов  стока, являлись:

– площади территорий: расчетных участков, диффузных неуправляемых  и управляемых источников загрязнения;

– объемы водоотведения  сточных вод от сосредоточенных источников (данные 2 ТП-водхоз);

– естественный сток рек в расчетных створах  за характерные по водности годы  95% обеспеченности.

Расчет  W_ест

Объемы боковой  приточности с территорий не подверженных антропогенному влиянию (W_ест) рассчитывались для каждого расчетного участка исходя из площадей этих территорий пропорционально объемам боковой приточности (местного стока) воды на расчетном участке. Значения боковой приточности получены как разность естественного стока в замыкающем участок и вышерасположенном створах.

Площадь территорий, не подверженных антропогенному воздействию, определялась вычитанием из общей площади  расчетного участка суммы площадей управляемых и неуправляемых  диффузных источников загрязнения.

Расчет W_ест по сезону лето-осень представлен в табл.8.

Таблица 5.1

Расчет стока с территорий, не подверженных антропогенному влиянию (Wест) для лет 95% обеспеченности

Расчет W_супр

Объемы водоотведения W_супр определялись суммированием объемов водоотведения от точечных источников загрязнения (данные 2ТП-водхоз) и объемов стока от ливневых и талых вод потенциально управляемых диффузных источников загрязнения.