Методики расчета ИЗВ,КИЗВ.DOC

КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВОДЫ НА ОСНОВЕ И З В

Качество воды водного объекта может быть отнесено к тому или иному классу (качества воды) в зависимости от кратности превышения отдельными веществами нормативных требований к качеству воды (ПДК) и совместного их влияния на водоток.
Для выделения класса качества воды предлагается целый ряд подходов, весьма существенно отличающихся по количественным итоговым оценкам (классификация СЭВ 1982г., по С.М.Драчеву,по ВИ.Жуклинскому, а также комплексные оценки, разработанные во ВНИИВО, ГХИ).
Среди перечисленных методов наибольшее значение для интегральной оценки качества воды получили индексы качества воды. В соответствии с ГОСТ-1.1.17. "Индекс качества воды - обобщенная числовая оценка качества воды по совокупности основных показателей и видам водопользования". Наибольшее распространение получил индекс качества, общесанитарный и комбинированный индекс загрязненности воды.
Определение класса чистоты воды проводится согласно "Методическим рекомендациям по формализованной комплексной оценке поверхностных и морских вод по гидрохимическим показателям" (1.08.1988), а также методическим разработкам ГХИ (Ростов н/Д), рекомендуемым в настоящее время к использованию.
Индекс загрязненности воды (ИЗВ) позволяет получить интегральную оценку качества воды, основываясь на анализе кратности превышений предельно допустимых концентраций отдельных ингредиентов, соответствующих рыбохозяйственным или иным требованиям. Отнесение качества воды к конкретному классу осуществляется на основе специальных критериев интервального типа для значений ИЗВ.
Индекс загрязненности воды (ИЗВ) рассчитывается на основе наблюденных концентраций в j -ом контрольном створе в t -ый период времени - C[j,i,t] ,где i =1,N - индекс ингредиентов, N - количество ингредиентов, наблюдаемых в контрольном створе в t -ый период времени. Расчет ИЗВ в j -ом створе реки, Iz , проводится по формуле:
N1 T
Iz = 1/N * S ( S C[j,i,t]/(T*Cпдк[i]) ) , ( 1 )
i=1 t=1
где -
N1 = 6 - количество выбранных для расчета ингредиентов, из которых обязательными являются растворенный О2 и БПК-5, а остальными - четыре первых ингредиента из ранжированного (по кратности превышения ПДК) убывающего ряда концентраций;
T - количество значений i -го ингредиента за расчетный период;
Cпдк[i] - предельно-допустимая концентрация i -го ингредиента, S - знак суммирования (математ. СИГМА).
Принадлежность качества воды водотока конкретному классу определяется сопоставлением значения соответствующему интервалу изменений значений ИЗВ. При этом различают следующие 7 классов :
- если Iz из интервала [0 ; 0.3 ), то класс качества воды 1-ый, вода ОЧЕНЬ ЧИСТАЯ;
- если Iz из интервала [0.3 ; 1.0), то класс качества воды 2-ой, вода ЧИСТАЯ;
- если Iz из интервала [1.0 ; 2.5), то класс качества воды 3-ий, вода УМЕРЕННО-ЗАГРЯЗНЕННАЯ;
- если Iz из интервала [2.5 ; 4.0), то класс качества воды 4-ый, вода ЗАГРЯЗНЕННАЯ;
- если Iz из интервала [4.0 ; 6.0), то класс качества воды 5-ый, вода ГРЯЗНАЯ;
- если Iz из интервала [6.0 ;10.0), то класс качества воды 6-ой, вода ОЧЕНЬ ГРЯЗНАЯ.
- если Iz из интервала >=10.0 , то класс качества воды 7-ой, вода ЧРЕЗВЫЧАЙНО-ГРЯЗНАЯ.
При расчете ИЗВ (по Дону) использованы значения ПДК для водоемов рыбохозяйственного назначения. Статистическая связь между концентрациями и водностью (расходами) не учитывается.
Результаты расчетов ИЗВ сведены в таблицы 1 и 2(приложение 1).
Первая таблица содержит перечень показателей, контролируемых в створе, количество наблюдений за расчетный период, количество наблюдений с превышением норматива, значение ПДК, минимальную, максимальную и среднюю кратность превышения ПДК, характеристику уровня загрязненности воды и частный оценочный балл . Выходная таблица 2 содержит значение ИЗВ, класс чистоты и описание класса.
В таблице 1 значения частного оценочного балла и характеристики уровня загрязненности по каждому показателю получены согласно рекомендациям ГХИ по классификации воды водных объектов по уровню загрязненности (кратности превышения ПДК).
Ниже приведены таблицы по классификации воды водотоков по уровню загрязненности (по каждому ингредиенту в отдельности).

Табл. 1
-----------------------------------------------------------------
Интервал :Характеристика: Интервалы :Доля частного
кратности пре- :уровня загряз-:частных оценоч-:оценочного балла,
вышения ПДК :ненности :ных баллов :приходящегося на
: : :единицу кратности
------------------------------------------------------------------
1. [ 1 ; 2 ) низкий [ 1 ; 2 ) 1.0
2. [ 2 ; 10) средний [ 2 ; 3 ) 0.125
3. [10 ; 50) высокий [ 3 ; 4 ) 0.0125
4. >=50 очень высокий >= 4 0.001

В таблице 1 приведены интервалы кратности превышения ПДК для контролируемых ингредиентов, за исключением: растворенного кислорода, БПК-5, фенолов, нефтепродуктов, меди, кадмия, мышьяка и свинца. Для этих ингредиентов приняты следующие интервалы кратности превышения ПДК.

Классификация воды водотоков по уровню загрязненности растворенным кислородом.
Табл. 2
------------------------------------------------------------------
Интервал :Характеристика: Интервалы :Доля частного
кратности пре- :уровня загряз-:частных оценоч-:оценочного балла,
вышения ПДК :ненности :ных баллов :приходящегося на
: : :единицу кратности
------------------------------------------------------------------
1. [ 1 ; 2 ) низкий [ 1 ; 2 ) 1.0
2. [ 2 ; 3 ) средний [ 2 ; 3 ) 1.0
3. [ 3 ;3.5) высокий [ 3 ; 4 ) 5.0
4. >=3.5 очень высокий >= 4 10.0

Классификация воды водотоков по уровню загрязненности БПК-5.
Табл. 3
------------------------------------------------------------------
Интервал :Характеристика: Интервалы :Доля частного
кратности пре- :уровня загряз-:частных оценоч-:оценочного балла,
вышения ПДК :ненности :ных баллов :приходящегося на
: : :единицу кратности
------------------------------------------------------------------
1. [ 1 ; 2 ) низкий [ 1 ; 2 ) 1.0
2. [ 2 ; 5 ) средний [ 2 ; 3 ) 0.33
3. [ 5 ; 10) высокий [ 3 ; 4 ) 0.2
4. >=10 очень высокий >= 4 0.01

Классификация воды водотоков по уровню загрязненности фенолами, нефтью, медью.
Табл. 4
------------------------------------------------------------------
Интервал :Характеристика: Интервалы :Доля частного
кратности пре- :уровня загряз-:частных оценоч-:оценочного балла,
вышения ПДК :ненности :ных баллов :приходящегося на
: : :единицу кратности
------------------------------------------------------------------
1. [ 1 ; 2 ) низкий [ 1 ; 2 ) 1.0
2. [ 2 ; 30) средний [ 2 ; 3 ) 0.04
3. [30 ; 50) высокий [ 3 ; 4 ) 0.05
4. >=50 очень высокий >= 4 0.001

Классификация воды водотоков по уровню загрязненности кадмием, мышьяком,свинцом.
Табл. 5
------------------------------------------------------------------
Интервал :Характеристика: Интервалы :Доля частного
кратности пре- :уровня загряз-:частных оценоч-:оценочного балла,
вышения ПДК :ненности :ных баллов :приходящегося на
: : :единицу кратности
------------------------------------------------------------------
1. [ 1 ; 2 ) низкий [ 1 ; 2 ) 1.0
2. [ 2 ; 5 ) средний [ 2 ; 3 ) 0.33
3. [ 5 ; 7 ) высокий [ 3 ; 4 ) 0.5
4. >=7 очень высокий >= 4 0.01

ЛИТЕРАТУРА:
1.Методические рекомендации по формализованной комплексной оценке поверхностных вод по гидрохимическим показателям. Л. Гидрометеоиздат, 1988.
2.Временные методические рекомендации по комплексной оценке качества воды. ГХИ, Ростов н/Д, 1990.


КОМБИНАТОРНЫЙ ИНДЕКС ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ВОДЫ.


Комбинаторный индекс загрязненности воды (КИЗ, УКИЗ) позволяет получить интегральную оценку качества воды на основе анализа как кратности, так и частоты превышения ПДК по отдельным ингредиентам. Отнесение качества воды к конкретному классу осуществляется по предложенным для КИЗ (УКИЗ) критериям.
Согласно рекомендаций ГХИ при расчете КИЗ в качестве исходной гидрохимической информации рекомендуется использовать помимо сведений о химическом составе речной воды также и данные о ежедневных расходах и температуре воды, предоставляемые помимо госкомгидромета и другими службами (СЭС, бассейновые ГХЛ и т.д.). В этой связи непременным условием является единая методологическая основа проведения химического анализа воды, что позволяет исключить влияние различий в результатах химанализа, связанных с использованием разных методов определения отдельных концентраций.
Выбор числа ингредиентов, по которым проводится комплексная оценка степени загрязненности воды, рекомендуется проводить, исходя из следующих условий:
- нижний предел количества учитываемых ингредиентов определяется условиями комплексности ;
- компонентного изучения водного объекта и составляет не менее 10;
- верхний предел этого количества в исходной информации не ограничивается.
Следует также отметить, что при отсутствии данных о ежедневных расходах воды и декадных значений температуры, комплексную оценку загрязненности воды в заданных створах целесообразно проводить отдельно по сезонам или фазам гидрологического года ( без анализа наличия статистических связей вида C = F(Q) , C = F(t(град.))).

Расчет значений КИЗ проводится согласно следующего алгоритма:

1.Определяется кратность (уровень) превышения ПДК i-ым ингредиентом в j-ом створе реки:

T
B[j,i] = 1/T * S ( C[j,i,t]/Cпдк[i] ), i = 1,N ( 2 )
t=1

Cпдк[i] - предельно-допустимая концентрация i -го ингредиента, S -знак суммирования (математ. СИГМА).
По табл.1 определяется соответствующий оценочный балл Sb[j,i].

2. Определяется частота превышения i -го ингредиента ПДК в этом j -ом створе:

A[j,i] = ( N[j,i] / T ) * 100% , i = 1,N , ( 3 )

где: N[j,i] - количество превышений i -ой концентрацией Cпдк[i] за период наблюдений Т , т.е. количество раз выполнения неравенства:

C[j,i,t] >= Cпдк[i] , t =1,T ( 4 )

Т - общее количество наблюдений в j -ом створе за i -ой концентрацией ингредиента. По табл. 2 определяется частный оценочный балл Sa[j,i].

3. Определяется обобщенный комбинаторный индекс загрязненности (КИЗ) в j -ом створе i -ым ингредиентом:
T
Sob[j,i] = Sa[j,i]*Sb[j,i] = N[j,i]*(S (C[j,i,t]/Cпдк[i]))/T*T,
t=1

i= 1,N .

4. Определяется удельный комбинаторный индекс загрязненности воды (УКИЗ) в j -ом створе реки:
N
G[j] = 1/N* S Sob[j,i] =
i=1

N T
= 1/(N*T*T)* S (N[j,i]* S (C[j,i,t]/Cпдк[i]) ) ( 6 )
i=1 t=1

Рассчитанное значение G[j] сопоставляется с интервалами изменения УКИЗ, соответствующими различным классам качества воды, приведенными в табл. 3.
Значения частных оценочных баллов Sa[j,i] и Sb[j,i] приведены в табл. 1 и табл. 2.

ЛИТЕРАТУРА:
1. Методические рекомендации по формализованной комплексной оценке поверхностных и морских вод по гидрохимическим показателям. - Л.: Гидрометеоиздат, 1988.
2. Гурарий В.И., Шайн А.С. Индекс качества воды. - В кн. Проблемы охраны вод. Харьков, 1975, вып., с. 136 - 139.
3. Емельянова В.П., Данилова Г.Н., Колесникова Т.Х. Оценка качества поверхностных вод суши по гидрохимическим показателям. - Гидрохимические материалы, ГХИ, 1983, т.88, с. 119 - 129.
4. Гурарий В.И., Шайн А.С. Комплексная оценка качества воды. В кн.: Проблемы охраны вод. Харьков, 1975, вып.6, с. 143 - 150.
5. Единые критерии качества воды. - М.: СЭВ, 1982, 70 с.
6. Жукинский В.Н., Оксиюк О.П. и др. Эколого-санитарная классификация качества поверхностных вод суши. Гидробиохимический журнал, 1981, N 2, c.38 - 49.
7. Жукинский В.Н., Оксиюк О.П. и др. Проект системы комплексной оценки качества поверхностных вод. - Водные ресурсы, 1973, N 3, с.83 - 93.

15.11.99
П Р И Л О Ж Е Н И Е

Таблица 1
Классификация воды водотоков по признаку повторяемости случаев загрязнения.
----------------------------------------------------------------------------
Интервалы :Характеристика загряз- :Интервалы част-: Доля частного
повторяемости :ненности воды по пов- :ных оценочных : оцечного бала
%, :торяемости :баллов :
----------------------------------------------------------------------------
[ 1;10 ) : единичная : [ 1;2) : 0,11
[ 10,30) : неустойчивая : [ 2;3) : 0,05
[ 30,50) : устойчивая : [ 3;4) : 0,05
>= 50 : характерная : 4 : 0,01
------------------------------------------------------------------------------
Примечание : Установление конкретных значений баллов проводится по линейной
интерполяции.

Таблица 2
Классификация воды водотоков по уровню загрязненности.
-----------------------------------------------------------------------------
Интервалы кратности:Характеристика уровня :Интервалы част- : Доля частного
превышения ПДК :загрязненности воды :ных оценочных :оценочного балла
: :баллов :
-----------------------------------------------------------------------------

[1;2) : низкий : [1;2) : 1,0
[2;10) : средний : [2;3) : 0,125
[10,50) : высокий : [3,4) : 0,025
>= 50 : очень высокий : 4 : 0,01
------------------------------------------------------------------------------
Примечание : Установление конкретных значений баллов проводится по линей-
ной интерполяции.

Классификация качества воды по критерию КИЗ (УКИЗ).
Таблица 3
-------------------------------------------------------------------------------------------------
: : Величина комбинаторного индекса загрязненности воды (КИЗ)
Класс :Описание :-------------------------------------------------------------------------------
качест-: класса :При отсутствии: При наличии критических показателей (КПЗ)
ва воды: :критических :----------------------------------------------------------------
: :показателей : 1 КПЗ : 2 КПЗ : 3 КПЗ : 4 КПЗ : 5 КПЗ
: : ( A = 0 ) : (A = 0.9) : (A = 0.8) : (A = 0.7) : (A = 0.6) : (A = 0.5)
-------------------------------------------------------------------------------------------------
1 : 2 : 3 : 4 : 5 : 6 : 7 : 8
-------------------------------------------------------------------------------------------------
1. : чистая : ( 0.1 ) : - : - : - : - : -
: : : : : : :
2. :условно- : 1 : 0.9 : 0.8 : 0.7 : 0.6 : 0.5
:чистая : : : : : :
3. : слабо - : ( 1.3 ] : (0.9; 2.7]: (1.6; 2.4] : (1.4; 2.1] : (1.2; 1.8] : (1.0; 1.5]
:загряз - : : : : : :
:ненная : : : : : :
4. :загряз - : ( 3.4 ] : (2.7; 3.6]: (2.4; 3.2] : (2.1; 2.8] : (1.8; 2.4]: (1.5; 2.0]
:ненная : : : : : :
5. :грязная : ( 4.10 ] : (3.6; 9.0]: (3.2; 8] : (2.8; 7.0] : (2.4; 6.0] : (2.0; 5.0]
: : : : : :
6. : очень : > 10 : > 9.0 : > 8.0 : > 7.0 : > 6.0 : > 5.0
:грязная : : : : : :
--------------------------------------------------------------------------------------------------
ПРИМЕЧАНИЕ: критические показатели загрязненности определяются по выборке концентраций ингредиентов в контрольном створе по величине кратности превышения ПДК и частоте этого превышения. КПЗ являются теми ингредиентами, наблюденные значения которых, переводят воду по степени загрязненности в класс "очень грязная". A - коэффициент повышающий расчетную степень загрязненности воды в зависимости от числа КПЗ. В качестве КПЗ выбираются те ингредиенты, для которых повторяемость случаев загрязнения "устойчивая" или "характерная" и уровень загрязненности - "высокий" или "очень высокий".
15

Приложенные файлы

  • doc 15095287
    Размер файла: 90 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий