Приказ Министерства природных ресурсов и экологии РФ от 29 декабря 2020 г. N 1118 "Об утверждении Методики разработки нормативов допустимых сбросов загрязняющих веществ в водные объекты для водопользователей" (с изменениями и дополнениями)

1. Сферой применения настоящей методики является разработка нормативов сбросов загрязняющих веществ, за исключением радиоактивных веществ, в водные объекты (далее - НДС).

Разработка НДС осуществляется в соответствии с законодательством в области охраны окружающей среды, водным законодательством в отношении загрязняющих веществ, характеризующих применяемые технологии и особенности производственного (технологического) процесса на объекте организации-водопользователя и объектах его абонентов (при наличии).

Разработка НДС в отношении загрязняющих веществ, не характеризующих применяемые технологии и особенности производственного (технологического) процесса на объекте организации-водопользователя, не осуществляется.

2. Величины НДС определяются расчетным путем исходя из нормативов качества воды водного объекта, определяемых в порядке, установленном постановлением Правительства Российской Федерации от 13 февраля 2019 г. N 149 "О разработке, установлении и пересмотре нормативов качества окружающей среды для химических и физических показателей состояния окружающей среды, а также об утверждении нормативных документов в области охраны окружающей среды, устанавливающих технологические показатели наилучших доступных технологий" (Собрание законодательства Российской Федерации, 2019, N 8, ст. 778) (далее - постановление N 149), с учетом фонового состояния водного объекта по загрязняющим веществам, характеризующим применяемые технологии и особенности производственного (технологического) процесса на объекте организации-водопользователя.

3. В случаях если условные фоновые концентрации химических веществ в водах поверхностных водных объектов, сформировавшиеся под влиянием природных факторов и характерные для конкретного речного бассейна или его части, водного объекта или его части, превышают значения гигиенических или рыбохозяйственных нормативов, то НДС разрабатываются с учетом пункта 15 Положения о разработке, установлении и пересмотре нормативов качества окружающей среды для химических и физических показателей состояния окружающей среды, утвержденного постановлением N 149 (далее - Положение, утвержденное постановлением N 149).

4. При сбросе сточных вод в водные объекты, используемые для целей питьевого, хозяйственно-бытового водоснабжения, а также для рекреационных целей, гигиенические нормативы химических веществ и микроорганизмов должны соблюдаться в максимально загрязненной струе контрольного пункта (створа) на расстоянии (на водотоках - ниже по течению; на водоемах и морях - на акватории в радиусе) не далее 500 метров от места сброса сточных вод.

Определение контрольного пункта (створа) осуществляется в поперечном сечении водного потока в максимально загрязненной струе с массой воды с наиболее высоким содержанием вредных веществ, занимающую определенную часть поперечного сечения водного потока, в которой контролируется качество воды, в соответствии с требованиями к размещению пунктов контроля за составом сточных вод и качеством воды водных объектов, установленными СанПиН 2.1.3684-21 "Санитарно-эпидемиологические требования к содержанию территорий городских и сельских поселений, к водным объектам, питьевой воде и питьевому водоснабжению, атмосферному воздуху, почвам, жилым помещениям, эксплуатации производственных, общественных помещений, организации и проведению санитарно-противоэпидемических (профилактических) мероприятий", утвержденные постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 28 января 2021 г. N 3 (зарегистрировано Минюстом России 29.01.2021, регистрационный N 62297), и рассчитывается в соответствии с формулой (23.4) настоящей Методики с учетом принятия значения показателя разбавления равным 0,9.

5. При сбросе сточных вод в водные объекты рыбохозяйственного значения нормативы качества вод или их природные состав и свойства должны соблюдаться в максимально загрязненной струе контрольного створа на расстоянии (на водотоках - ниже по течению; на водоемах и морях - на акватории в радиусе) не далее 500 метров от места сброса сточных вод.

Определение контрольного пункта (створа) осуществляется в поперечном сечении водного потока в максимально загрязненной струе с массой воды с наиболее высоким содержанием вредных веществ, занимающей определенную часть поперечного сечения водного потока, в которой контролируется качество воды и рассчитывается в соответствии с формулой (23.4) настоящей Методики с учетом принятия значения показателя разбавления равным 0,9.

6. В случае одновременного использования водного объекта рыбохозяйственного значения или его части для целей хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водоснабжения и (или) в других целях для разработки НДС норматив качества определяется в соответствии с пунктом 14 Положения, утвержденного постановлением N 149.

При разработке нормативов допустимых сбросов загрязняющих веществ в водные объекты или их части, используемые для целей хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водоснабжения и в других целях, за исключением водных объектов рыбохозяйственного значения, применяются гигиенические нормативы.

Определение форм вещества (растворимая или валовая) в воде водных объектов и сточных водах осуществляется в соответствии с принятым для расчета НДС нормативами качества воды водных объектов, в том числе нормативами предельно допустимых концентраций веществ.

7. Утратил силу с 1 сентября 2021 г. - Приказ Минприроды России от 17 мая 2021 г. N 333

8. Если фоновая концентрация химического вещества в воде водного объекта и (или) микробиологические показатели, связанные с применяемыми технологиями и особенностями производственного (технологического) процесса на объекте организации-водопользователя, не позволяют обеспечить норматив качества воды в контрольном пункте (створе), за исключением ситуаций, указанных в пунктах 3, 9 настоящей методики, НДС по этим показателям разрабатываются исходя из соблюдения в сточных водах нормативов качества воды водного объекта.

Если при расчете величины НДС отсутствует достоверная информация о качестве воды водного объекта в фоновом створе, и невозможно провести расчет фоновых концентраций химических веществ в установленном порядке на момент расчета НДС, до установления фоновых концентраций (на срок не более 24 месяцев) в сточных водах, НДС по таким загрязняющим веществам разрабатываются исходя из соблюдения в сточных водах нормативов качества воды водного объекта.

9. При сбросе теплообменных вод (использованных в охлаждающих системах для охлаждения технологического продукта без соприкосновения с ними и не содержащих загрязняющих веществ, характеризующих применяемые технологии и особенности производственного (технологического) процесса на объекте организации-водопользователя) тепловых электростанций, атомных электростанций и других подобных объектов НДС разрабатываются на уровне фоновых концентраций веществ в створе водозабора - при условии осуществления водопользования одним водным объектом для забора воды и сброса сточных вод; а в иных случаях - на уровне наиболее низких фоновых концентраций веществ из числа определенных для водного объекта, из которого осуществляется забор воды (в створе водозабора), и водного объекта - приемника сточных вод (вне зоны влияния рассматриваемого сброса сточных вод).

В случае если в водном объекте-приемнике сточных вод невозможно установить фоновый створ и невозможно провести расчет условных фоновых концентраций химических веществ в воде данного водного объекта, водопользователь при сбросе теплообменных вод тепловых электростанций, атомных электростанций и других подобных объектов, введенных в эксплуатацию до вступления в силу Федерального закона от 10 января 2002 г. N 7-ФЗ "Об охране окружающей среды" (далее - Федеральный закон N 7-ФЗ) и Водного кодекса Российской Федерации, вправе разрабатывать НДС на уровне фоновых концентраций веществ в створе водозабора.

10. Исходная информация для разработки проекта НДС запрашивается водопользователем:

11. Величины НДС разрабатываются и утверждаются для действующих и проектируемых организаций-водопользователей. Разработка величин НДС осуществляется как организацией-водопользователем, так и по его поручению проектной или научно-исследовательской организацией. Если фактический сброс действующей организации-водопользователя меньше расчетного НДС, но выше или равен нормативу качества воды водного объекта, то НДС принимается на уровне 1,3-кратного значения фактического сброса. Если фактический сброс действующей организации-водопользователя меньше расчетного НДС и меньше норматива качества воды водного объекта, то НДС разрабатываются исходя из соблюдения в сточных водах нормативов качества воды водного объекта.

Фактическое содержание загрязняющих веществ в сточных водах определяется как максимальное значение концентрации за последний календарный год безаварийной работы предприятия из 5-ти предыдущих лет работы в случаях, предусмотренных частью 1.1 статьи 11 Федерального закона от 21 июля 2014 г. N 219-ФЗ "О внесении изменений в Федеральный закон "Об охране окружающей среды" и отдельные законодательные акты Российской Федерации" (Собрание законодательства Российской Федерации, 2014, N 30, ст. 4220; 2019, N 30, ст. 4097) (далее - Федеральный закон N 219-ФЗ), или из 7-ми предыдущих лет работы в случае предоставления расчета НДС в заявке на получение комплексного экологического разрешения либо декларации о воздействии на окружающую среду. НДС не подлежат пересмотру в течение срока, на который выдается комплексное экологическое разрешение, в заявке на получение которого они содержались, или на который предоставляется декларация о воздействии на окружающую среду, приложением к которой они являлись, а также срока, на который они утверждены в случаях, предусмотренных частью 1.1 статьи 11 Федерального закона N 219-ФЗ, за исключением наступления обстоятельств для расчета новых НДС, указанных в пункте 13 настоящей Методики.

В качестве фактического сброса для объектов централизованных систем водоотведения поселений или городских округов применяется максимальное значение концентраций, определенное в результате инвентаризации сбросов загрязняющих веществ в окружающую среду, проводимой в соответствии с Правилами проведения инвентаризации сбросов загрязняющих веществ в окружающую среду, утвержденными постановлением Правительства Российской Федерации от 13 июля 2019 N 891 (Собрание законодательства Российской Федерации, 2019, N 30, ст. 4299) (далее - Правила N 891).

В соответствии с пунктом 4 Правил N 891, в случае если фактический сброс сточных вод в водный объект объектами централизованных систем водоотведения не осуществляется (в том числе при проектировании или строительстве объектов централизованных систем водоотведения) либо осуществлялся менее чем в течение 12 календарных месяцев подряд, то для целей определения перечня загрязняющих веществ, содержание которых в сточных водах организации превышает предельно допустимые концентрации, на основании которого разрабатываются нормативы допустимых сбросов для объектов организации, в него могут быть включены все загрязняющие вещества по перечню согласно приложению N 1 к Правилам N 891, а также загрязняющие вещества, указанные в пункте 7 Правил N 891.

Величины НДС проектируемых и строящихся (реконструируемых) организаций-водопользователей определяются в составе проектов строительства (реконструкции) этих организаций. Если проектное значение сброса строящейся (реконструируемой) организации-водопользователя меньше расчетного НДС, то в качестве НДС принимается проектное значение сброса.

12. При разработке НДС перерасчет массы вещества, сбрасываемого в час (г/час), на массу вещества, сбрасываемого в месяц (т/мес), производится умножением допустимых концентраций вещества на объем сточных вод за соответствующий период (приложение 1 к настоящей Методике).

13. Срок актуальности расчетов НДС не превышает 7 лет с момента получения комплексного экологического разрешения, в заявке на получение которого они содержались (за исключением случаев, предусмотренных пунктом 13 статьи 31.1 Федерального закона N 7-ФЗ, или данный срок исчисляется с момента предоставления декларации о воздействии на окружающую среду, приложением к которой они являлись, или с момента расчета нормативов допустимых сбросов (для объектов III категории). В случаях, предусмотренных частью 1.1 статьи 11 Федерального закона N 219-ФЗ, НДС утверждаются на 5 лет в соответствии с пунктом 1 постановления Правительства Российской Федерации от 23.07.2007 N 469 "О порядке утверждения нормативов допустимых сбросов веществ и микроорганизмов в водные объекты для водопользователей" (Собрание законодательства Российской Федерации, 2007, N 31, ст. 4088; 2011, N 9, ст. 1246) (далее - постановление N 469).

Расчет новых НДС или разработка и утверждение новых НДС в установленном постановлением N 469 порядке до истечения сроков, указанных в пункте 13 настоящей Методики, осуществляется в следующих случаях:

14. Расчет НДС должен содержать (за исключением случаев, предусмотренных пунктом 15 настоящей Методики):

15. На период осуществления строительных работ, реконструкции объектов капитального строительства при наличии сбросов сточных вод в водные объекты, расчет НДС должен содержать:

16. Критерии эффективности обеззараживания сточных вод, отводимых в водные объекты, и допустимые изменения состава воды в водоемах и водотоках после выпуска в них очищенных сточных вод определяются в соответствии с "МУ 2.1.5.800-99. 2.1.5. Водоотведение населенных мест, санитарная охрана водоемов. Организация госсанэпиднадзора за обеззараживанием сточных вод. Методические указания", утвержденными Минздравом России 27.12.1999 (М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 2000).

17. Перечень нормируемых веществ включает в себя вещества, предусмотренные перечнем загрязняющих веществ, в отношении которых применяются меры государственного регулирования в области охраны окружающей среды, утвержденный распоряжением Правительства Российской Федерации от 8 июля 2015 г. N 1316-р (Собрание законодательства Российской Федерации, 2015, N 29, ст. 4524; 2019, N 20, ст. 2472), и формируется на основе исходной информации об использовании веществ на конкретном предприятии и анализе данных о качестве исходной и сточных вод.

При сбросе в поверхностные водные объекты карьерных, шахтно-рудничных и иных вод, забранных (образующихся при осуществлении технологического процесса) из подземных водных объектов, при формировании перечня нормируемых веществ учитывается качество указанных вод.

При сбросе со сточными водами смесей постоянного состава, в перечень нормируемых веществ включаются все вещества, входящие в состав смеси постоянного состава.

Перечень нормируемых веществ организаций, осуществляющих водоотведение, должен включать вещества, принимаемые со сточными водами от абонентов. Перечень нормируемых веществ организаций, эксплуатирующих объекты централизованных систем водоотведения поселений или городских округов, для целей подачи заявки на получение комплексного экологического разрешения либо представления декларации о воздействии на окружающую среду определяется на основании результатов инвентаризации сбросов загрязняющих веществ в окружающую среду, проводимой в соответствии с Правилами N 891. Для объектов, оказывающих умеренное негативное воздействие на окружающую среду (объектов II категории), являющихся централизованными системами водоотведения поселений или городских округов, в такой перечень дополнительно включаются технологически нормируемые вещества.

18. Утратил силу с 1 сентября 2022 г. - Приказ Минприроды России от 18 мая 2022 г. N 343

19. Утратил силу с 1 сентября 2022 г. - Приказ Минприроды России от 18 мая 2022 г. N 343

20. Утратил силу с 1 сентября 2022 г. - Приказ Минприроды России от 18 мая 2022 г. N 343

21. Величины НДС определяются для всех категорий водопользователей как произведение максимального часового расхода сточных вод на допустимую концентрацию загрязняющего вещества. При расчете условий сброса сточных вод сначала определяется значение допустимой концентрации загрязняющего вещества, обеспечивающее нормативное качество воды в контрольных створах с учетом требований настоящей Методики, а затем определяется НДС согласно формуле:

НДС = q Сндс (2),

где: q - максимальный часовой расход сточных вод, м3/ч;

Сндс - допустимая концентрация загрязняющего вещества, г/м3.

Расчет массы вещества, сбрасываемого в месяц (т/мес), производится умножением допустимых концентраций вещества (мг/дм3) на объем сточных вод за конкретный месяц (тыс. м3).

Масса сбрасываемого вещества, соответствующая НДС, должна соотноситься с расходом сточной воды. Если условная фоновая концентрация загрязняющего вещества в водном объекте превышает предельно допустимые концентрации, то Сндс определяется в соответствии с пунктом 8 настоящей Методики. В противном случае для определения Сндс в зависимости от типа водного объекта используются расчетные формулы, приведенные в разделе III "Расчет величин НДС для отдельных выпусков сточных вод в водотоки" настоящей Методики.

Условная фоновая концентрация химического вещества рассчитывается в конкретном створе водного объекта, расположенном выше одного или нескольких источников сброса этого вещества для конкретного места водного объекта вне зоны влияния рассматриваемого сброса сточных вод. Для водотока таким местом является фоновый створ выше рассматриваемого выпуска сброса сточных вод, для водоема, в том числе болота, - фоновая вертикаль, где отсутствует влияние интересуемого выпуска сточных вод. Рассчитанные условные фоновые концентрации являются количественной характеристикой содержания химических веществ в фоновом створе или фоновой вертикали при наиболее неблагоприятных ситуациях, обусловленных как естественными условиями формирования химического состава и свойств воды, так и влиянием источников загрязнения, расположенных выше (вне зоны влияния) рассматриваемого выпуска сточных вод.

Створ, задаваемый для определения условной фоновой концентрации веществ, определяется в соответствии с действующими методическими документами по проведению расчетов условных фоновых концентраций химических веществ.

22. Основная расчетная формула для определения С _ндс без учета неконсервативности вещества:

С _ндс=n(С _пдк-С _ф)+С _ф, (3),

где: С _пдк - предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества (ПДК) в воде водотока, г/м3;

С _ф - условная фоновая концентрация загрязняющего вещества в водотоке (г/м3) выше выпуска сточных вод, определяемая в соответствии с действующими методическими документами по проведению расчетов условных фоновых концентраций химических веществ;

n - кратность общего разбавления сточных вод в водотоке, равная произведению кратности начального разбавления n _н на кратность основного разбавления n _о (основное разбавление, возникающее при перемещении воды от места выпуска к расчетному створу) и определяемая по следующей формуле:

n=n _нn _о (4).

Определение норматива допустимого сброса по концентрации взвешенных веществ производится следующим образом:

23. Кратность начального разбавления n _н учитывается при выпуске сточных вод в водотоки в следующих случаях:

24. Кратность основного разбавления n ₀ определяется по формуле:

(12),

где: Q - расчетный расход водотока, м ³/с;

- коэффициент смешения, показывающий какая часть речного расхода смешивается со сточными водами в максимально загрязненной струе расчетного створа, определяемый по следующей формуле:

(13),

где: l - расстояние от выпуска до расчетного створа по фарватеру, м;

- коэффициент, учитывающий гидравлические условия в реке, определяемый по формуле:

(14),

где: - коэффициент извилистости (отношение расстояния до контрольного створа по фарватеру к расстоянию по прямой);

- коэффициент, зависящий от места выпуска сточных вод (при выпуске у берега =1, при выпуске в стрежень реки =1,5);

D - коэффициент турбулентной диффузии, м ²/с. Для летнего времени:

(15),

где: g - ускорение свободного падения, g= 9,81 м/с;

- средняя скорость течения реки, м/с;

Н - средняя глубина реки, м;

n _ш - коэффициент шероховатости ложа реки, определяемый по справочным данным;

С - коэффициент (м ^0,5/с), определяемый по формуле (при Н5 м):

(16),

где: R - гидравлический радиус потока, м (RH);

(17).

Для зимнего времени (периода ледостава):

(18),

где: R _пр, n _пр , C _пр - приведенные значения гидравлического радиуса, коэффициента шероховатости русла реки и коэффициента, указанного в формуле (16) настоящей Методики;

R _пр=0,5·H (19);

(20),

где: n _л - коэффициент шероховатости нижней поверхности льда определяемые по справочным данным;

(21),

где:

(22).

Для повышения точности расчетов вместо средних значений , Н, n _ш и С берут их значения в зоне непосредственного смешения сточной жидкости с речной водой.

Кратность основного разбавления no, определяемого по формулам (12) - (22) настоящей Методики, применяется при соблюдении следующего неравенства:

(23).

25. Если не соблюдаются условия применимости метода, указанного в пункте 24 настоящей Методики, то расчет кратности разбавления осуществляется по формуле (23.1) настоящей Методики и с использованием методов 1-3:

n=(S _ст-S _e)/(S _мaкс-S _e) (23.1),

где: S _ст - концентрация загрязняющего вещества в сточных водах, г/м ³;

S _мaкc - максимальная концентрация загрязняющего вещества в поперечном сечении водотока, находящемся на контрольном расстоянии от створа выпуска сточных вод вниз по течению, г/м ³;

S _e - фоновая концентрация вещества в водотоке, г/м ³.

Метод 1. В качестве характеристики концентрации загрязняющего вещества в заданном сечении принимается величина , (показатель разбавления) и определяется по следующей формуле:

(23.2),

где: S _n - концентрация в створе достаточного перемешивания, г/м ³.

Если рассматриваются приведенные концентрации загрязняющего вещества, то есть величины S _{макс.прив}=S _мaкс-S _e; S _{ст.прив}=S _ст-S _e; S _n.прив=S _n-S _e, в указанном случае формула (23.2) настоящей Методики преобразуется в следующую формулу:

(23.3),

где: S _{макс.прив} - максимальная приведенная концентрация загрязняющего вещества в поперечном сечении реки, находящемся на контрольном расстоянии от створа выпуска сточных вод вниз по течению, г/м ³;

S _n.прив - приведенная концентрация в створе достаточного перемешивания, г/м ³;

S _{ст.прив} - приведенная концентрация загрязняющего вещества в сточных водах, г/м ³.

Показатель разбавления применяется как при неизменности расхода воды реки, так и в тех случаях, когда на рассматриваемом участке происходит изменение расхода вдоль потока. Аналитическая зависимость между интенсивностью снижения показателя разбавления вдоль потока и его гидравлическими характеристиками рассчитывается по следующей формуле:

(23.4),

где: х - расстояние, отсчитываемое вдоль потока от источника загрязнения до створа, на котором показатель разбавления принимает конкретное значение ;

N - характеристическое число, вычисляемое по следующей формуле:

(23.5).

Формула (23.4) настоящей Методики применяется при выборе контрольного створа предприятия для расчета расстояния от места выпуска сточных вод до створа наиболее полного (90%) перемешивания речной и сточной воды (контрольный створ), а также для расчета расстояния до створов с заданными значениями максимальных концентраций.

После применения формулы (23.4) настоящей Методики обратная кратность разбавления вычисляется по следующей формуле:

(23.6),

где:

М - коэффициент, зависящий от С;

g - ускорение силы тяжести, м/с ².

Формула (23.6) настоящей Методики применяется для определения максимальных концентраций на любых расстояниях х от места выпуска сточных вод.

При 10<С<60 параметр М=0,7С+6, при С60 параметр М=48=const.

Произведение МС имеет размерность м/с ².

С - коэффициент, характеризующий интенсивность турбулентного перемешивания в реках, м ^1/2/с. При большем значении С турбулентное перемешивание оказывается менее интенсивным, при меньшем значении С турбулентное перемешивание оказывается более интенсивным.

Коэффициент С вычисляется по следующей формуле:

(23.7).

Параметр извилистости вычисляется по следующей формуле:

(23.8),

где: l _фарв - длина участка, измеренная по фарватеру;

l _пр - длина этого же участка, измеренная по прямой.

Безразмерная глубина вычисляется по следующей формуле:

(23.9),

где: В - средняя ширина русла реки на рассматриваемом участке, м.

S _макс определяется по формуле (23.6) настоящей Методики.

Иные обозначения в формулах (23.1) - (23.9) настоящей Методики представлены в разделах III "Расчет величин НДС для отдельных выпусков сточных вод в водотоки", IV "Расчет НДС для отдельных выпусков в водоемы" настоящей Методики.

Метод 2. Для вычисления максимальной концентрации загрязняющих неконсервативных веществ в заданном створе при различных положениях выпуска сточных вод используется аналитическое решение уравнения турбулентной диффузии применительно к простейшему случаю.

Метод 2 применяется для небольших водотоков с коэффициентом извилистости меньше 1,5.

Расчет осуществляется по следующим формулам:

а) выпуск сточных вод находится на расстоянии b от берега:

(23.10),

где: и - интегралы вероятности (определяются в соответствии с таблицей 1 настоящей Методики), верхние пределы интегрирования которых вычисляются по следующим формулам:

(23.11),

(23.12);

б) выпуск находится у берега реки:

(23.13),

где: (23.14);

в) выпуск находится в середине речного потока:

(23.15),

где: (23.16).

Таблица 1

Интеграл вероятности

Примечание. Значения целой части (т. е. 0) в таблице опущены.

Если разделить правую и левую части расчетных формул (23.10), (23.13), (23.15) настоящей Методики на S _ст, то получается величина, обратная кратности разбавления n.

В формулах (23-10) - (23.16) настоящей Методики - коэффициент дисперсии в поперечном направлении; k _н - коэффициент неконсервативности.

Коэффициент поперечной дисперсии в условиях небольших рек (ширина до 50 - 60 м) определяется по следующей формуле:

(23.17),

где R - гидравлический радиус; u _* - динамическая скорость потока, определяемая по следующей формуле:

(23.18);

Re - число Рейнольдса, определяемое по следующей формуле:

(23.19),

где: v - кинематический коэффициент вязкости потока. Для рек с большой шириной (В > 100 м) коэффициент поперечной дисперсии вычисляется по следующей формуле:

(23.20).

Рис. 4. Номограмма для определения максимальной концентрации загрязняющего вещества при выпуске сточных вод в середине потока

Рис. 5. Номограмма для определения максимальной концентрации загрязняющего вещества, если выпуск сточных вод находится на берегу реки.

Метод 3. Основа метода - общее дифференциальное уравнение турбулентной диффузии. При расчете по методу 3 дифференциалы ds, dx, dу и так далее заменяются конечными приращениями s, x, y и так далее.

При условии пространственной задачи при малых поперечных скоростях течения и стационарного во времени процесса применяется следующая формула:

(23.21).

Расчетная область потока делится плоскостями, параллельными координатным, на расчетные клетки - элементы (параллелепипеды со сторонами s, x, y).

Рис. 6. Сетка к расчету турбулентной диффузии. Пространственная задача.

Рис. 6 показывает деление в плоскости y0z. Каждому элементу присваивается свой индекс по соответствующим осям координат: по оси х - k, по оси у - n, по оси z - m.

Если y=z, то для расчета применяется следующая формула:

(23.22).

При обязательном выполнении соотношения между продольным и поперечным размерами расчетных элементов используется следующая формула:

(23.23).

Для условий плоской задачи используется следующая формула:

(23.24),

при этом значения x и z связаны формулой:

(23.25).

Коэффициент D определяется по следующей формуле:

(23.26),

где: Н - средняя глубина на рассматриваемом участке, м;

М - коэффициент, зависящий от С;

g - ускорение свободного падения, м/с ².

При 10<С<60 параметр М=0,7С+6, при С60 параметр М=48=const. Произведение МС имеет размерность м/с ².

Когда раствор загрязняющего вещества достигает граничных поверхностей потока, для расчета диффузии используется соотношение, учитывающее особое условие у стенок.

Это условие определяется по следующей формуле:

(23.27),

которая в конечных разностях используется в виде формулы:

(23.28).

Рис. 7. Сетка к расчету турбулентной диффузии. Плоская задача.

Поле концентрации и расчетную сетку условно распространяют за пределы потока экстраполяцией концентрации за ограничивающие поток поверхности. При этом экстраполяционное значение концентрации s _экстp в клетке, примыкающей к внешней поверхности стенки, и значение концентрации s _i в клетке, находящейся в потоке и примыкающей к внутренней поверхности стенки на том же поперечнике, должны удовлетворять описанному выше условию, что возможно только в случае, если s _экстр=s _i. Указанное соотношение определяет правило экстраполяции концентрации раствора.

При расчете диффузии экстраполяционные значения концентрации используются как действительные.

Начальные условия учитываются при задании места выпуска сточных вод, его расхода q и концентрации выпускаемого вещества (начальной концентрации s _ст).

На плане реки (или водоема) обозначается место поступления сточных вод, через которое проводят начальный поперечник. Ниже по течению речной поток схематизируется и делится на расчетные клетки.

Скорость сточных вод  _ст, сбрасываемых в водный объект, в месте их поступления принимается равной скорости течения реки  _ср. Условная площадь поперечного сечения притока в месте его впадения вычисляется по следующей формуле:

(23.29).

Если решается плоская задача и при этом выполняется расчет распределения концентрации в плане потока, то следующим этапом является определение ширины загрязненной струи потока b в начальном створе по следующей формуле:

(23.30).

В соответствии с величиной b назначается ширина расчетной клетки z. Наибольшая допустимая величина z при впадении сточных вод у берега находится по следующей формуле:

(23.31).

При выпуске сточных вод на некотором расстоянии от берега или на середине потока используется следующая формула:

(23.32).

Если получаемые по формулам (23.25) - (23.28) настоящей Методики значения z очень велики , то их уменьшают, чтобы выполнялось неравенство . При расчете турбулентной диффузии рассматриваемую часть потока делят на клетки со сторонами x, z, получая расчетную сетку. Клетки, попадающие в струю притока сточных вод в начальном поперечнике, заполняются числами, выражающими начальную концентрацию, то есть концентрацию загрязняющего вещества в сточных водах s _ст, остальные клетки - числами, выражающими концентрацию загрязняющего вещества в водотоке.

Если расчет осуществляется для приведенных значений концентрации, то соответственно на начальном створе клетки, попадающие в струю сточных вод, заполняются значениями приведенной концентрации, а остальные нулями. Далее расчет ведется по схеме, изложенной на рис. 7.

При расчете по схеме, изложенной на рис. 6, площадь поперечного сечения загрязненной струи на начальном створе определяется по следующей формуле:

(23.33).

Площадь одной расчетной клетки, находящейся в поперечном сечении потока , вычисляется из соотношения n _заг=, где n _заг - число клеток, занятых загрязненными водами; соотношение должно удовлетворять неравенству n _заг4.

Если размеры клеток получаются очень малыми, то расчет с принятым делением потока на элементы ведется до определенного створа, в котором загрязняющее вещество окажется распределенным в 20-50 клетках. После этого клетки в сечении объединяют по 2-4 (плоская задача) или по 4-9 (пространственная задача), получая новые средние значения концентрации в клетках и новые линейные размеры. Новые значения концентрации получаются как среднее арифметическое из суммы концентраций в объединяемых клетках, новые значения y и z - как y и z, увеличенные соответственно в 2-3 раза (пространственная задача), или z, увеличенные в 2-4 раза (плоская задача). Величина x после укрупнения клеток рассчитывается по следующей формуле:

x=x ² (23.34),

где: - число, показывающее, во сколько раз увеличено значение z, после объединения клеток.

При расчетах, выполняемых последовательно от поперечника к поперечнику, получается поле концентрации на участке ниже сброса сточных вод. Данное поле представляется в виде изолиний концентраций. Изолиния концентрации загрязняющего вещества, отвечающая значению норматива качества этого вещества, является границей зоны загрязнения. Расчет позволит определить указанную зону и вычислить ее параметры.

Метод 3 применяется для расчетов разбавления как при сосредоточенных, так и при рассеивающих выпусках сточных вод. В случае рассеивающих выпусков расчет на участке от створа выпуска до створа слияния загрязненных струй ведется для одной струи. Начиная от створа слияния струй, вычисления производят для зоны, расположенной между двумя соседними выпусками и ограниченной осями двух соседних струй, и отдельно для струи, примыкающей к берегу.

В случае необходимости учета поперечных течений и неравномерности распределения глубин при расчете диффузии детальным методом применяются формулы (23.35) - (23.39) настоящей Методики.

При преобразовании основного уравнения турбулентной диффузии для получения практических схем расчета используется условие о приближенном равенстве нулю поперечных составляющих скорости  _v и  _x и для пространственной задачи, взятой при известных ограничениях, используется следующая формула:

(23.35),

решение которой выполняется методом сеток (методом конечных разностей). При использовании указанного метода учитывается внутренняя циркуляция (то есть величины  _v и  _z).

В случае, когда  _x значительно больше, чем  _v и  _z, вводится новая криволинейная ось X, направленная по траектории движения жидких частиц и определяемая относительно прежней системы координат по следующей формуле:

(23.36).

Заменив переменную х в формуле (23.35) настоящей Методики переменной X, формула (23.36) настоящей Методики будет применима для некоторой ограниченной области вокруг этой новой оси в предположении, что кривизна оси X мала, а новая система координат будет принята за прямоугольную в пределах той же ограниченной области.

С целью расчета поперечный профиль потока разбивается на элементы (или клетки) =yz. Отметив каждую клетку соответствующим индексом, прослеживается движение каждой клетки от избранного профиля вниз по течению. Когда поперечные составляющие (в первоначальной прямоугольной системе координат) скорости  _v и  _z равняются нулю, все траектории клеток параллельны и каждый элемент не меняет своего относительного расположения при переходе от профиля к профилю. Все поверхностные клетки остаются на поверхности, донные - у дна и так далее. При наличии поперечной циркуляции каждый элемент, кроме движения вниз по течению, совершает еще некоторое перемещение в поперечном направлении. Данное перемещение определяется поперечной составляющей скорости и вызывает изменение в относительном расположении клеток: поверхностные клетки переместятся в направлении правого берега, некоторые из них опустятся вниз и займут место нескольких донных клеток; донные клетки переместятся влево и частично выйдут на поверхность. В связи с чем клетки различных слоев, соприкасающиеся друг с другом на профиле k, на профиле (k + 1), будут удалены одна от другой и будут соприкасаться уже с другими клетками.

Метод сеток в обычном виде применяется при условии выделения в потоке на достаточно коротком участке некоторой области близких друг к другу траекторий с целью нахождения для этой области средней траектории, которая приближенно принимается в качестве прямой. Пограничные условия для каждой из таких областей заключаются в том, что диффузия через ограничивающие их поверхности равна взятому со знаком минус произведению коэффициента турбулентной диффузии на производную от концентрации по нормали к этим поверхностям, то есть условия на поверхностях раздела ничем не отличаются от условий на любой произвольно взятой поверхности внутри потока.

В данном случае расстояние между расчетными профилями измеряется не по оси х, а по траектории X. Вследствие обычной малости поперечных составляющих скорости без особой погрешности ведется отсчет по прямолинейной оси х. Учет внутренней циркуляции осуществляется путем перемещения каждой клетки по ее собственной траектории.

При выполнении расчета для короткого участка потока с прямоугольным сечением русла используется следующий расчет:

в потоке имеется внутреннее течение, являющееся следствием закругления русла, в поверхностном слое это течение направлено от левого берега к правому, в придонном слое - в противоположную сторону. На рассматриваемом участке поперечная составляющая скорости некоторого горизонтального слоя остается постоянной по длине потока и мало меняется по ширине. Используется только два слоя по глубине и равенство средних абсолютных значений поперечных составляющих скорости для каждого из них: поверхностного ( _z) и донного . Восходящие и нисходящие течения ( _v) принимаются приуроченными к береговым областям. Траектории клеток поверхностного слоя для средней части потока вычисляются по следующей формуле:

(23.37),

траектория клеток донного слоя - по следующей формуле:

(23.38).

В формулах (23.37) и (23.38) настоящей Методики функции (x,y,z) заменены средними значениями соответствующих составляющих. Полученные траектории клеток поверхностного слоя x _пбв и донного слоя x _дон изображены на рис. 8.

Рис.8. Расположение координатных осей в поверхностном и придонном слоях потока.

Расчет диффузии с учетом поперечной циркуляции сводится к вычислениям по следующей формуле:

(23.39)

и последующему смещению клеток по их траекториям. Расчет диффузии и смещение клеток чередуются.

26. При наличии регулирующей емкости достаточного объема возможен регулируемый сброс очищенных сточных вод.

Для расчета норматива допустимого сброса веществ при регулируемом сбросе очищенных сточных вод необходимо:

27. Величины НДС для выпусков сточных вод в водоемы определяются по приведенным ниже расчетным формулам, аналогичным формулам, приведенным в пункте 22 настоящей Методики.

Основная расчетная формула для определения С _ндс без учета неконсервативности вещества:

С _ндс=n(С _ПДК-С _ф)+С _ф, (25),

где: С _ПДК - предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в воде водоема, г/м3;

С _ф - условная фоновая концентрация загрязняющего вещества в воде водоема, г/м3;

n - кратность общего разбавления сточных вод в водоеме, определяемая по формуле (4) настоящей Методики.

При установлении НДС по взвешенным веществам используются формулы из главы III "Расчет величин НДС для отдельных выпусков сточных вод в водотоки" настоящей Методики.

28. При наличии в водоеме устойчивых ветровых течений для расчета кратности общего разбавления n рассматриваются два случая:

Кратность общего разбавления определяется по формуле (4) настоящей Методики. Кратность начального разбавления при наличии в водоеме устойчивых ветровых течений вычисляется по следующим формулам:

Кратность основного разбавления вычисляется по следующим формулам:

29. Если не выполняются условия применимости метода, указанного в пункте 28 настоящей Методики, то расчет кратности начального разбавления n _н выполняется согласно пункту 23 настоящей Методики, а расчет основного разбавления не осуществляется (принимается равным 1).

При наличии в водоеме устойчивых течений расчет кратности основного разбавления проводится с использованием аналитического решения уравнения турбулентной диффузии для сосредоточенного выпуска сточных вод:

(32),

где: (33);

(34);

(35);

(36);

(37);

(38),

где: х* - параметр сопряжения участка двухмерной диффузии с участком трехмерной диффузии, м;

х ₀ - параметр сопряжения начального участка разбавления с основным участком;

 ₀ - параметр, учитывающий влияние ближайшего берега на кратность основного разбавления;

u _м - характерная минимальная скорость течения в водоеме в месте сброса, м/с;

l ₀ - расстояние выпуска от ближайшего берега, м;

l _н - длина начального участка разбавления, рассчитываемая по формуле (8) настоящей Методики, м;

D - коэффициент турбулентной диффузии, м ²/с, определяемый по формулам (15) и (18) настоящей Методики, в которых вместо средней скорости течения, глубины и коэффициента шероховатости ложа реки принимаются, соответственно, характерная минимальная скорость течения в водоеме u _м, средняя глубина водоема вблизи выпуска Н _ср и коэффициент шероховатости ложа водоема в зоне течения.

30. Если ветровые течения в водоеме имеют регулярно попеременное направление либо берега водоемов имеют неспокойную линию, а выпуск осуществляется в заливную или мысовую часть, либо зимой после ледостава отсутствуют ветровые течения, то описанные выше методы расчета неприменимы. В этих случаях необходимо разрабатывать с участием специализированных научно-исследовательских организаций методы расчета, ориентированные на решение конкретных задач.

31. Расчет НДС веществ для выпусков сточных вод в море производится в тех случаях, когда допускается отведение сточных вод в морскую среду, при этом величины НДС определяются в соответствии с пунктом 21 настоящей Методики по приведенным ниже формулам.

32. Выпуск, удаленный от других выпусков на расстояние более 5 км вдоль линии берега, может рассматриваться как отдельный (изолированный выпуск).

33. С учетом разбавления сточных вод в морских водах концентрация вещества в сточных водах Сндс определяется по формуле:

С _ндс=n(С _ПДК-С _ф)+С _ф, (39),

где: С _ПДК - предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в морской воде, отвечающая лимитируемому виду водопользования, г/м3;

n - кратность общего разбавления сточных вод в море при их переносе течением от места выпуска до ближайшей границы морских районов водопользования;

С _ф - условная фоновая концентрация вещества, характеризующая степень загрязнения морской воды данным веществом вне зоны влияния выпуска сточных вод (на расстоянии более 5 км от выпуска), г/м3.

34. Кратность общего разбавления n определяется по формуле (4) настоящей Методики и зависит от гидрологических условий района размещения выпуска сточных вод и его конструктивных характеристик. Поэтому при установлении НДС следует учитывать возможность оптимизации конструкции оголовка и места выпуска сточных вод для уменьшения затрат на очистку сточных вод.

35. Расчет значения кратности начального разбавления производится независимо от типа выпуска (сосредоточенный или рассеивающий).

Учитывая, что на процесс перемешивания сточных вод в этой зоне существенное влияние оказывают силы плавучести, если плотность сточных вод существенно отличается от плотности морской воды, применяют разные методы расчета кратности начального разбавления в зависимости от величины, определяемой по формуле:

(40),

где: d ₀ - диаметр выпускного отверстия, м;

g - ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/с;

 _м - плотность морской воды в месте сброса сточных вод, т/м ³;

 _ст - плотность сточной воды, т/м ³;

 _ст - скорость истечения сточной воды из выпускного отверстия, м/с, вычисляемая по расходу сточных вод:

(41),

где: q - расход сточных вод, м ³/с;

N ₀ - число выпускных отверстий оголовка выпуска.

36. Если сточная вода легче морской ( _ст< _м) и расчетная величина Fr удовлетворяет условию:

(42),

где: H _В - расстояние (по вертикали) от выпуска до поверхности моря, м, то кратность начального разбавления определяется по формуле:

(43).

37. Если сточная вода тяжелее морской ( _ст> _м) и расчетная величина Fr удовлетворяет условию:

(44),

где: - угол истечения струй сточных вод из выпускного отверстия относительно горизонта, то расчет кратности начального разбавления выполняется по следующей формуле:

(45),

где: F - параметр, зависящий от угла и определяемый по таблице 2.

Таблица 2.

Значение функции F при различных углах наклона оголовка выпуска

38. Если сточная вода легче морской, но не выполняется условие формулы (42) настоящей Методики, или сточная вода тяжелее морской, но не выполняется условие формулы (44) настоящей Методики, или плотность сточной воды равна плотности морской воды в месте сброса, то расчет кратности начального разбавления выполняется по следующей формуле:

(46),

где:  _м - характерная минимальная скорость течения морских вод в месте сброса, м/с;

f - параметр, учитывающий стеснение струи сточных вод при их сбросе на мелководье, для определения которого вычисляется диаметр струи сточных вод d в конце зоны начального разбавления по формуле:

(47).

Если значение d не превышает глубины моря в месте сброса Н, то f=1, в противном случае:

(48).

39. В случае если расчетная кратность начального разбавления n _н меньше 1, то для дальнейших вычислений принимают n _н=1.

40. Расчет кратности основного разбавления производится с использованием аналитического решения уравнения турбулентной диффузии для сосредоточенного выпуска сточных вод в море по следующим формулам:

(49),

где: (50),

(51),

(52),

(53),

(54),

(55),

где: l - расстояние от выпуска до ближайшей границы района водопользования (контрольного створа), м;

U _м - характерная минимальная скорость морского течения в месте сброса, м/с;

х* - параметр сопряжения участка двухмерной диффузии с участком трехмерной диффузии, м;

D _В и D _г - соответственно коэффициенты вертикальной и горизонтальной турбулентной диффузии, м ²/с;

H _ср - средняя глубина моря в месте выпуска, м;

l _н - длина начального участка разбавления, м;

 ₀ - параметр, учитывающий влияние ближайшего берега на кратность основного разбавления;

l ₀ - расстояние выпуска от берега, м.

В расчетах кратности основного разбавления при отсутствии данных о коэффициентах диффузии для конкретного района расположения выпуска используют значение коэффициента горизонтальной турбулентной диффузии D _г, определяемое по формуле:

(56).

Значение коэффициента вертикальной турбулентной диффузии принимают равным D _B=5·10 ^-4 м ².

Значение l _н в зависимости от условий пунктов 36 - 38 настоящей Методики определяется как:

H _ср - для условий пункта 36 настоящей Методики

- для условий пункта 37 настоящей Методики (57)

- для условий пункта 38 настоящей Методики.

Формулы (50) - (55) настоящей Методики применяются, когда перенос сточных вод течением от места сброса до границы района водопользования происходит вдоль берега.

Для расчета кратности основного разбавления при произвольном направлении течения используются формулы (49) - (55) настоящей Методики, в которых  ₀=1.

41. Кратность основного разбавления при сбросе сточных вод через линейный рассеивающий выпуск в море при направлении течения перпендикулярно к оси оголовка выпуска определяется по формуле:

(58),

где: l _В - длина рассеивающего оголовка выпуска, м.

Если значение n ₀, полученное из формулы (58) настоящей Методики, меньше 2, кратность основного разбавления при рассеивающем выпуске сточных вод для определения НДС не учитывают, n ₀=1.

42. Расчетные условия для определения НДС веществ включают:

43. Основные требования при выборе расчетных условий:

44. Для стандартизации процедуры выбора расчетных условий, формирующих лимитирующие величины ассимилирующей способности рек принимать определенную массу веществ за единицу времени без нарушения норм качества воды в контрольном створе речного бассейна, необходимо применять следующие условия для определения следующих характеристик рек и хозяйственных факторов:

45. Выбор расчетных условий для водоемов производится аналогично применяемым для рек с учетом специфики водоемов.

К специфичным условиям относятся:

46. В качестве расчетных условий для прибрежных вод морей принимают:

     1. Реквизиты водопользователя (юридического лица или индивидуального

предпринимателя): _______________________________________________________

   Место нахождения водопользователя: ___________________________________

   ИНН __________________________________________________________________

   ОГРН _________________________________________________________________

   Ф.И.О. и телефон должностного лица, ответственного за водопользование,

его должность ___________________________________________________________

     2. Цели водопользования ____________________________________________

     3. Место сброса  сточных  вод (географические координаты с указанием

системы координат и расстояние от устья (для водотоков) _________________

     4. Тип оголовка выпуска сточных вод ________________________________

_________________________________________________________________________

     5. Категория  сточных вод (производственные   (с    указанием   всех

осуществляемых видов экономической  деятельности  на  объектах, с которых

осуществляется сброс сточных вод в водный объект),  хозяйственно-бытовые,

дренажные, ливневые и другие) ___________________________________________

     6. Расход сточных вод для расчета НДС ____ м3/час _____ м3/мес _____

     7. Расчет норматива допустимого сброса загрязняющих веществ.

     7.1. Расчет норматива допустимого  сброса  загрязняющих веществ,  за

исключением микроорганизмов.

     Наименование выпуска: ______________________________________________

     8. Общие свойства сточных вод:

     1) плавающие примеси (вещества) не допускаются ________________________________

     2) температура (°С) ___________________________________________________________

     3) водородный показатель (pH) 6,5 - 8,5

     4) растворенный кислород 4-6 мг/дм3

     5) сухой остаток (минерализация) ________________________________________________________________

     6) токсичность воды _____________________________________________________________________________

     9. НДС возбудителей инфекционных заболеваний, а также вредных веществ, для которых не установлены

нормативы предельно допустимых концентраций, равен 0.

     Приложение: данные, использованные для расчета НДС, указанные в пунктах 14 или 15 настоящей Методики.

     НДС рассчитан <*> "___"__________ 20__ г. на срок до "___"_____________ 20__ г.

     1. Реквизиты  водопользователя (юридического  лица  или  физического

лица, в том числе индивидуального предпринимателя): _____________________

     Место нахождения  водопользователя (для  юридических лиц) или  место

жительства   водопользователя   (для  физических   лиц,   в   том   числе

индивидуальных предпринимателей): _______________________________________

     ИНН ________________________________________________________________

     ОГРН _______________________________________________________________

Ф.И.О. и телефон должностного  лица, ответственного  за  водопользование,

его должность ___________________________________________________________

     2. Цели водопользования ____________________________________________

     3. Место сброса  сточных вод (географические  координаты с указанием

системы координат и расстояние от устья (для водотоков) _________________

_________________________________________________________________________

      4. Категория   сточных  вод  (производственные  (с  указанием  всех

осуществляемых видов  экономической деятельности на  объектах, с  которых

осуществляется сброс сточных  вод в водный объект), хозяйственно-бытовые,

дренажные, ливневые и другие) ___________________________________________

     5. Фактический расход отдельно  по каждому выпуску с характеристикой

типа выпуска  сточных вод, _______ м3/час (максимальный), _______ м3/сут.

(максимальный) _______ м3/мес.(среднемесячный за год) тыс.м3/год.

     6. Фактический сброс загрязняющих веществ в водный объект.

     6.1. Фактический   сброс   загрязняющих   веществ,   за  исключением

микроорганизмов, в водный объект.

     Наименование выпуска:

Руководитель организации - водопользователя

либо физическое лицо

(в том числе индивидуальный предприниматель)

- водопользователь                                 _________   __________

                                                   (подпись)     Ф.И.О.

                                                    М.П. (при наличии)".

------------------------------