Загрязняющих веществ поверхностными водами суши

Расчет трансграничного переноса

Цель занятия: научиться рассчитывать трансграничный перенос загрязняющих веществ и оценивать погрешность расчета.

Подсистема мониторинга трансграничных поверхностных вод суши (ПМТПВС) в качестве специального вида входит в состав системы мониторинга поверхностных вод суши (СМПВС). В ПМТПВС наблюдениям подлежат водоемы и водотоки, пересекающие границу сопредельных государств, обозначающие такую границу и расположенные на ней.

Задачами ПМТПВС являются, обеспечение наблюдений за состоянием трансграничных поверхностных вод суши, оценка их состояния и определение переноса загрязняющих наносов реками через государственную границу.

Для расчета трансграничного переноса загрязняющих веществ используют прямой или косвенный метод расчета [2].

Прямой метод расчета применяют при наличии данных наблюдений по гидрохимическим и гидрологическим показаниям.

Для расчета используют формулу

, (1)

где G – количество перенесенного вещества за расчетный период, тыс. т;
m – число интервалов расчетного периода; W_i – объем стока воды за i-й
интервал расчетного периода, км³; – средняя концентрация вещества за i-й интервал, мг/л или мкг/л.

Использование этой формулы правомерно при наличии тесной связи между концентрацией вещества в воде и расходом воды. При отсутствии такой связи или ее слабом проявлении для расчета используют следующую формулу:

, (2)

где W – объем стока воды за год, км³; – средняя концентрация вещества за год, мг/л.

В случае отсутствия сведений о связи между концентрацией вещества и расходом воды для расчета следует также применять формулу (2).

Косвенный метод расчета применяют при отсутствии сведений о содержании загрязняющих веществ в воде и наличии данных о стоке воды. В этом случае подбирают реку аналог и сопоставимым стоком воды и рассчитывают количество перенесенных загрязняющих веществ по формуле

, (3)

где G и G_a – количество вещества, перенесённого неизученной рекой и рекой–аналогом за расчётный период, тыс. т; W и W_a – объёмы стока воды неизученной реки и реки–аналога за расчётный период, км³.

Рассчитанный косвенным методом перенос загрязняющих веществ носит ориентировочный характер в том случае, если в реке, для которой сделан расчёт, не исследован химический состав воды.

Критерием достоверности определения переноса вещества является относительная погрешность, рассчитываемая согласно общепринятым положениям теории ошибок:

(4)

где – относительная погрешность определения переноса вещества за i-й интервал расчётного периода; – относительная погрешность определения стока воды за i-й интервал расчётного периода; – относительная погрешность определения средней концентрации вещества за i-й интервал расчётного периода.

Относительная погрешность определения стока воды зависит от условий и детальности наблюдений. Эта погрешность составляет примерно 10% в случае, когда створы отбора проб и гидроствора совмещены.

Относительная погрешность определения средней концентрации вещества находят по формуле

, (5)

где n – количество проб воды за интервал расчётного периода; V_B – средняя относительная погрешность временного ряда средних концентраций вещества в течении реки; V_C – средняя относительная погрешность единичного определения концентрации вещества в течении реки; k – количество проб в cечении реки.

Погрешность

, (6)

где s_B – среднее квадратичное отклонение временного ряда средних концентраций в сечении реки; – средняя концентрация вещества за расчётный
период.

Концентрация

, (7)

где – средняя концентрация вещества в сечении реки по данным j-го отбора проб,

; (8)

C_i – концентрация вещества i-ой пробы j-го отбора проб.

Отклонение

. (9)

Погрешность

, (10)

где – относительная погрешность метода анализа; V_k – относительная погрешность концентрации вещества в сечении реки, связанная с числом отбираемых проб.

Погрешность

, (11)

где s₀ — среднее квадратичное отклонение единичного определения концентрации вещества в течении реки,

, (12)

В случае, если отбор проб производится в одной точке сечения, формула (5) имеет вид

. (13)

Умножая рассчитанную по формуле (4) относительную погрешность на значение переноса загрязняющих веществ, полученное по формуле (1), вычисляют погрешность определения переноса за интервал расчётного в абсолютном выражении

, (14)

где G_i – количество перенесённого вещества за i-й интервал расчётного периода, тыс. т.

Погрешность определения переноса вещества за год получают, используя сумму погрешностей за отдельные интервалы расчётного периода:

, (15)

где m – число расчётных периодов.

Погрешность переноса за год в относительном выражении (%) рассчитывают по формуле

, (16)

где G_год – количество перенесённого вещества за год, тыс. т [2].

Поиск по сайту: