Руководящий документ РД 52.24.622-2017 "Порядок проведения расчета условных фоновых концентраций химических веществ в воде водных объектов для установления нормативов допустимых сбросов сточных вод" (утв. Федеральной службой по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды 13 июня 2017 г.) (отменен)

Руководящий документ РД 52.24.622-2017
"Порядок проведения расчета условных фоновых концентраций химических веществ в воде водных объектов для установления нормативов допустимых сбросов сточных вод"
(утв. Федеральной службой по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды 13 июня 2017 г.)

Дата введения - 1 сентября 2017 г.
Взамен РД 52.24.622-2001

1 Область применения

1.1 Настоящий руководящий документ устанавливает порядок проведения расчета условных фоновых концентраций химических веществ в воде водных объектов вне зоны влияния на качество воды проектируемого или действующего выпуска сточных вод для установления нормативов допустимых сбросов сточных вод.

1.2 Настоящий руководящий документ предназначен для оперативно-производственных подразделений Росгидромета, осуществляющих обработку результатов наблюдений на водных объектах, а также организаций, имеющих лицензию Росгидромета на осуществление деятельности в области гидрометеорологии и смежных с ней областях, в том числе подготовки и представлению потребителям аналитической и расчетной информации об уровнях загрязнения водных объектов.

1.3 Условные фоновые концентрации химических веществ, рассчитанные в соответствии с настоящим руководящим документом, рекомендуется использовать для нормирования допустимого сброса сточных вод для проектируемых, реконструируемых и действующих предприятий, а также при установлении нормативов допустимого воздействия по привносу химических веществ на водохозяйственные участки.

2 Нормативные ссылки

В настоящем руководящем документе использованы нормативные ссылки на следующие нормативные документы:

РД 52.24.309-2016 Организация и проведение режимных наблюдений в пунктах государственной наблюдательной сети за состоянием и загрязнением поверхностных вод

Р 52.24.353-2012 Отбор проб поверхностных вод суши и очищенных сточных вод

Р 52.24.811-2014 Усовершенствованная система режимных и специальных наблюдений за трансформацией загрязняющих веществ по длине водотоков с использованием математического моделирования происходящих процессов

СП 33-101-2003 Определение основных расчетных гидрологических характеристик

Примечания

1 При пользовании настоящим руководящим документом целесообразно проверять действие ссылочных нормативных документов:

- национальных стандартов - в информационной системе общего пользования - на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", опубликованному по состоянию на 1 января текущего года, и по ежегодно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году;

- нормативных документов Росгидромета по РД 52.18.5 и дополнений к нему - ежегодно издаваемым информационным указателям нормативных документов (ИУНД);

2 Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим руководящим документом следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины, определения и сокращения

3.1 В настоящем руководящем документе применены следующие термины с соответствующими определениями.

3.1.1 вертикаль пункта наблюдений: Условная отвесная линия от поверхности воды (или льда) до дна в водотоке или водоеме, на которой выполняют работы для получения данных о составе и свойствах воды.

3.1.2 водный объект: Природный или искусственный водоём, водоток либо иной объект, постоянное или временное сосредоточение вод в котором имеет характерные формы и признаки водного режима.

3.1.3

водоем: Водный объект в углублении суши характеризующийся замедленным движением воды или полным его отсутствием. [ГОСТ 19179-73, статья 18]

3.1.4

водоток: Водный объект, характеризующийся движением воды в направлении уклона в углублении земной поверхности. [ГОСТ 19179-73, статья 15]

3.1.5

загрязняющее воду вещество (загрязняющее вещество): Вещество в воде, вызывающее нарушение норм качества воды. [ГОСТ 17.1.1.01-77, статья 40]

3.1.6

качество воды: Характеристика состава и свойств воды, определяющая пригодность ее для конкретных видов водопользования. [ГОСТ 17.1.1.01-77, статья 4]

3.1.7 максимально загрязненная струя в створе водотока: Масса воды с наиболее высоким содержанием загрязняющих веществ, занимающая определенную часть поперечного сечения водного потока.

3.1.8 норматив допустимого сброса; НДС: Масса вещества в сточных водах, допустимая к отведению с установленным режимом в данном пункте (створе) водного объекта в единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте.

3.1.9

нормы качества воды: Установленные значения показателей качества воды для конкретных видов водопользования. [ГОСТ 27065-86, статья 3]

3.1.10 створ водотока (реки): Условное поперечное сечение водотока, используемое для оценок и прогноза качества воды.

3.1.11

самоочищение воды: Совокупность природных процессов, направленных на восстановление экологического благополучия водных объектов. [ГОСТ 27065-86, статья 19]

3.1.12

сточные воды: Воды, отводимые после использования в бытовой и производственной деятельности человека. [ГОСТ 17.1.1.01-77, статья 29]

3.1.13 условная фоновая концентрация химического вещества: Расчетное значение концентрации химического вещества в конкретном створе водного объекта, расположенном выше одного или нескольких контролируемых источников сброса этого вещества, используемое в практике установления очистки, режима и условий сброса сточных вод, при которых качество воды водного объекта ниже их выпуска должно оставаться в пределах установленной нормы [1].

3.2 В настоящем руководящем документе введены и применены следующие сокращения:

- биохимическое потребление растворенного кислорода содержащимися в воде органическими веществами в течение пяти суток;

ВХУ - водохозяйственный участок;

НДВ - норматив допустимого воздействия;

НДС - норматив допустимого сброса;

ПДК - предельно допустимая концентрация;

ПК - персональный компьютер;

СПАВ - синтетические поверхностно-активные вещества;

ХПК - химическое потребление кислорода.

4 Общие положения

4.1 Расчет количественных значений условных фоновых концентраций химических веществ должен периодически проводиться с целью установления оптимальной степени очистки, режима и условий сброса сточных вод, при которых качество воды в контрольных створах водного объекта, находящихся под влиянием рассматриваемого выпуска сточных вод, будет удовлетворять установленным нормативам.

4.2 Рассматриваемый вид фоновой концентрации химических веществ рассчитывают для конкретного, задаваемого проектными или другими заинтересованными организациями места водного объекта вне зоны влияния рассматриваемого сброса сточных вод. Для водотока таким местом является так называемый фоновый створ выше рассматриваемого выпуска сброса сточных вод (в фоновом створе может быть одна или несколько вертикалей наблюдения), для водоема, в т.ч. болота, - фоновая вертикаль, где практически 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.

Как следует из вышеприведенного определения, условные фоновые концентрации не могут быть рассчитаны с использованием водного объекта - аналога.

Расчёт условных фоновых концентраций интересуемого химического вещества для водного объекта возможен только при наличии результатов регулярных гидрохимических наблюдений во все сезоны годового цикла, полученных в соответствии с требованиями нормативных документов Росгидромета во избежание нарушений ФЗ "О гидрометслужбе" в части единства методов сбора и обработки информации, организацией, имеющей лицензию Росгидромета на данный вид деятельности [2].

В случае отсутствия в подведомственном учреждении Росгидромета (ФГБУ "УГМС", ФГБУ "ЦГМС") результатов систематических гидрохимических наблюдений в заданном фоновом створе водотока или фоновой вертикали водоема для расчета условных фоновых концентраций химических веществ можно использовать результаты наблюдений на водном объекте, полученные химической лабораторией водопользователя, имеющей в обязательном порядке аттестат аккредитации и лицензию Росгидромета на проведение мониторинга качества воды в природных водных объектах. Результаты наблюдений в виде соответствующих актов отбора проб воды и протоколов выполнения их химического анализа должны передаваться в подведомственное учреждение Росгидромета (ФГБУ "УГМС", ФГБУ "ЦГМС") для расчета условных фоновых концентраций.

При полном отсутствии гидрохимических наблюдений на водном объекте (временно до получения водопользователем необходимых наблюденных данных) для установления НДС в качестве норматива качества воды используют только ПДК. Для данной ситуации, как исключение, ПДК по взвешенным веществам могут быть рассчитаны с привлечением условных фоновых концентраций, полученных для водного объекта - аналога в рассматриваемом регионе на не загрязняемом взвешенными веществами участке (см. п. 5.7).

В последующий период в течение срока действия рассчитанных условных фоновых концентраций химических веществ (если они были использованы для установления НДС как норматив качества воды) подведомственные учреждения Росгидромета, представившие данные по условным фоновым концентрациям, должны ежегодно контролировать отсутствие изменений концентраций нормируемых химических веществ в фоновом створе водного объекта более, чем на 20%. В противном случае в соответствии с [3] должен решаться вопрос о пересмотре рассчитанных условных фоновых концентраций химических веществ и установленных НДС. Для установленных НДВ аналогичный контроль за изменением условных фоновых концентраций нормируемых химических веществ в соответствии с [4] должен осуществляться каждые 5 лет (формально срок действия данного вида условных фоновых концентраций в соответствии с [4] устанавливается на 15 лет).

Если условно-фоновые концентрации были рассчитаны по данным, представленным водопользователем, обладающим действующим аттестатом аккредитации и лицензией в области гидрометеорологии и смежных с ней областях, то водопользователь должен регулярно по мере отбора и анализа проб воды (до 15 числа месяца, следующего за месяцем отбора проб) представлять результаты гидрохимических наблюдений в фоновом створе с соответствующими актами отбора проб воды и протоколами выполнения их химического анализа (включая дату и время отбора проб воды в водном объекте, температуру воды и измеренные концентрации нормируемых веществ с указанием метода их химического анализа).

4.3 В соответствии с [3], [4] для оценки состояния водных объектов рекомендуется использовать ПДК химических веществ. Основной недостаток данного показателя - это несоответствие практикуемых методов химического анализа (например, тяжелых металлов) природных вод (по этим методам определяют суммарное содержание вещества, находящегося в ионной форме и в виде комплексных соединений) и процедуры установления ПДК, которая ориентирована на ионную форму содержания в воде растворенного вещества. Действующие ПДК не учитывают также региональные особенности формирования содержания химических веществ в водных объектах. Рассматриваемый в настоящем руководящем документе расчет условных фоновых концентраций по результатам систематических гидрохимических наблюдений в водном объекте вне зоны влияния рассматриваемых сбросов сточных вод позволяет определить достаточно представительные условные фоновые концентрации химических веществ для установления НДС [3] и НДВ [4].

4.4 За рассматриваемую условную фоновую концентрацию вещества принимают статистически обоснованную верхнюю доверительную границу возможных изменений средних значений концентраций этого вещества, рассчитанную по результатам систематических гидрохимических наблюдений для наиболее неблагоприятных гидрологических условий или наиболее неблагоприятного в отношении качества воды периода (сезона) в годовом цикле.

Значение условной фоновой концентрации рассчитывают для конкретных фоновых створов водотоков или фоновых вертикалей водоема. Это значение считается статистически обоснованным, если оно определено с доверительной вероятностью Р = 0,95.

4.5 В целях возможности осуществления контроля, проверки и корректировки рассчитанных значений условной фоновой концентрации, а также увеличения запаса надежности расчетов разбавления загрязненных вод створ (для водоемов - вертикаль), задаваемый для определения условной фоновой концентрации, должен располагаться выше (вне зоны влияния, в т.ч. при часто наблюдаемых нагонных явлениях и ветровых течениях) рассматриваемого проектируемого или действующего выпуска сточных вод примерно на расстоянии не менее 1 км для больших и средних рек*(1); на 500 м - для малых рек (с учетом подъездов, мостов, переправ, позволяющих вести отбор проб воды в любой период года); для водоемов, в т.ч. болот при наличии в них водного стока - в радиусе не менее 500 м (в малые непроточные водоемы естественного происхождения, в т.ч. озера, небольшие заболоченные земельные участки с отсутствием торфяного слоя сброс сточных вод должен быть запрещен, поскольку на таких водоемах назначение для наблюдения фоновых вертикалей, характеризующих естественный уровень формирования содержания химических веществ вне зоны влияния рассматриваемого сброса сточных вод, невозможен); для морей - вне зоны влияния рассматриваемых сточных вод на расстоянии более 5 км от выпуска [3].

4.5.1 Если между створом водотока, для которого рассчитаны условные фоновые концентрации вещества, и створом, где планируется осуществление сброса сточных вод, имеются крупные притоки, то для перерасчета фоновой концентрации в створ выше рассматриваемого выпуска сточных вод предварительно должны быть рассчитаны условные фоновые концентрации для устьевой части этих притоков. При отсутствии наблюдений в устьевой части крупных притоков перерасчет условной фоновой концентрации осуществляться не должен.

4.5.2 В целях сохранения естественных условий формирования качества воды болото, пруд или озеро не должны использоваться как дополнительный водоем для очистки сточных вод. На данных водных объектах для выбора фоновой вертикали должны быть в наличии результаты систематических гидрохимических наблюдений во все характерные сезоны года в разных точках (или хотя бы в одной достаточно репрезентативной точке-вертикали) водоема.

4.5.3 Болота независимо, где они расположены, являются специфическими природными водными объектами со слабым течением или практическим его отсутствием, поэтому для сохранения природных свойств болота сброс сточных вод в них в соответствии со статьей 57 [5] должен быть запрещен. Болото может иметь различную степень гидравлической связи с близлежащим водным объектом:

- вариант 1: преимущественно прямую;

- вариант 2: смешанную (часть года прямую, другую часть - гидравлическую (диффузную));

- вариант 3: преимущественно только косвенную - диффузную;

- вариант 4: практически гидравлическая связь отсутствует.

В варианте 1 при наличии проточности болота и прямой связи с водным объектом на участке "место сброса - место разгрузки загрязненных вод болота в водный объект" (этот участок как бы изымается из болота с условием практического отсутствия его влияния на качество воды в остальной части болота) сброс сточных вод в болото, как исключение, возможен (подход к установлению фона в этом случае не отличается от такового для обычного водного объекта).

В варианте 2 акватория загрязненной (или просто искаженной по химическому составу воды) части болота будет более значительной (кроме того, в период половодья возможен нестационарный, фактически аварийный, сброс накопившихся за зиму загрязненных вод болота в водный объект).

В обоих рассмотренных случаях следует подходить к контролю качества воды по бассейновому принципу, т.е. в сточных водах или в сбросе в основной водный объект загрязненных предприятием вод болота, содержание загрязняющих веществ не должно превышать их нормативный уровень, установленный для основного водного объекта - приемника загрязненных вод болота.

В варианте 3 болото или часть его при сбросе сточных вод фактически используется как пруд-отстойник определенного объема, зависящего от характеристик болота и объема сброса сточных вод. Заиление болота и накопление в его донных отложениях загрязняющих веществ будет являться потенциальной угрозой дренируемому основному водному объекту. В данной ситуации в случае разрешения на сброс сточных вод в болото в зависимости от изученности его гидрохимического режима необходимо в сточных водах соблюдать, как минимум, санитарные ПДК, как максимум - установленные условные фоновые концентрации химических веществ для болота, а также планировать и осуществлять технические и санитарные мероприятия для минимизации или недопущения прямого аварийного сброса в дренируемый основной водный объект более загрязненных вод.

В варианте 4 наблюдения в фоновых вертикалях болота и расчет условных фоновых концентраций химических веществ может иметь смысл только для решения вопроса о сохранении или несохранении природного статуса болота на определенной подвергаемой влиянию сточных вод его части.

4.5.4 В целом условные фоновые концентрации химических веществ для болота (естественно вне зон влияния сточных вод) имеют практическое значение в том случае, если принято решение о том или ином его хозяйственном использовании. В соответствии с поставленной задачей использования болота на его акватории могут быть выбраны фоновые вертикали для представительного отбора проб воды и донных отложений с последующим определением и соответствующим использованием рассчитанных условных фоновых концентраций химических веществ.

4.5.5 Если в водотоке выпуски сточных вод расположены на близком расстоянии друг от друга (менее 1 км), то фоновый створ устанавливают выше совокупности этих выпусков. При этом, если концентрация вещества в фоновом створе превышает ПДК, то она является нормативной концентрацией непосредственно для всех указанных нижележащих выпусков сточных вод. Если концентрация не превышает ПДК, то за норматив для всех этих выпусков, учитывая практическую невозможность точного (надежного) расчета и контроля в сечении реки перемещения масс воды с разной степенью загрязненности, следует принимать значение ПДК.

4.5.6 Если в водотоке выпуски сточных вод расположены на расстоянии более 1 км друг от друга, то при выборе фонового створа выше каждого выпуска сточных вод можно исходить из предположения, что в максимально загрязненной струе в створах в 0,5 км ниже каждого выпуска в соответствии с установленными НДС обеспечивается нормативное качество речной воды. Если указанные нормативы нарушаются, то фоновый створ должен устанавливаться выше совокупности таких выпусков сточных вод с установлением нормативной концентрации аналогично указанному в 4.5.5.

4.6 В случае местоположения выпусков сточных вод в черте населенного пункта при выборе фонового створа следует поступать в соответствии с указаниями в 4.5.4 и 4.5.5. При этом предпочтительным является расположение данного створа выше рассматриваемого населенного пункта (вне селитебной зоны).

4.7 Условные фоновые концентрации химических веществ для установления НДВ на ВХУ рассчитывают следующим образом. На реке из всех створов, на водоеме вертикалей, систематических гидрохимических наблюдений на рассматриваемом ВХУ выбирают только те створы (для водоемов вертикали), которые расположены вне зоны влияния имеющихся на ВХУ источников сброса сточных вод. В каждом из этих створов (для водоемов вертикалей) в соответствии с настоящим руководящим документом рассчитывают предварительные условные фоновые концентрации по веществам, установленным заказчиком. Далее отдельно по каждому веществу в качестве условной фоновой концентрации для целей установления НДВ назначают наименьшие из предварительно рассчитанных условных фоновых концентраций (при этом для каждого вещества назначаемый для него фоновый створ, для водоема фоновая вертикаль, могут располагаться в любом месте рассматриваемого ВХУ).

4.8 Перечень веществ, для которых требуется рассчитать условную фоновую концентрацию вещества, определяется организацией-заказчиком.

4.9 В соответствии с [3] для рек наиболее неблагоприятными расчетными гидрологическими условиями следует считать:

а) расходы воды рек на незарегулированных (необводняемых) участках - расчетные среднемесячные года 95%-ной обеспеченности с учетом влияния хозяйственной деятельности (при надлежащем обосновании допускается ограничиваться рассмотрением расчетных минимальных среднемесячных расходов по лимитирующим сезонам года 95%-ой обеспеченности);

б) расходы воды рек на зарегулированных (обводняемых) участках - равные установленным гарантированным попускам (переброскам) воды с учетом влияния хозяйственной деятельности (не ниже расчетных минимальных среднемесячных расходов по лимитирующим сезонам года 95%-ой обеспеченности).

В том случае, если систематические наблюдения не проводились, то сначала, в соответствии с СП 33-101, определяют среднегодовой расход 95%-ой обеспеченности. Затем, учитывая внутригодовое распределение стока реки - аналога или пользуясь схемами внутригодового распределения стока по районам, устанавливают расчетный среднемесячный минимальный расход для этого характерного года.

Для водоемов выбор расчетных условий производится с учетом специфичных условий водоемов.

К специфичным условиям относят:

а) объемы и уровни воды в водоеме - расчетные минимальные среднемесячные по лимитирующим сезонам года 95%-ной обеспеченности;

б) скорость водообмена водоема - расчетная для условий лет 95%-ой обеспеченности;

в) частота и скорости ветров вдоль берегового и нормального к берегу направлений, характеристики подледного течения воды;

г) время добегания до контрольного створа (вертикали) - расчетное по кратчайшему расстоянию при максимальной скорости переноса водных масс (в т.ч. с учетом возможного влияния ветрового воздействия);

д) ассимилирующая способность водоема - расчетная при максимальной стратификации водных масс при гарантированных минимальных коэффициентах смешения и коэффициентах неконсервативности веществ по лимитирующим сезонам года 95%-ной обеспеченности.

Для прибрежных вод морей в качестве расчетных условий в соответствии с [3] принимают:

а) гидрологические и гидрохимические данные водного объекта для наименее благоприятного периода;

б) санитарные показатели состава и свойств воды в период ее наиболее интенсивного использования;

в) характерную минимальную скорость морского течения, соответствующую среднемесячной 95%-ой обеспеченности.

Фоновая вертикаль в интересуемой прибрежной части моря должна быть расположена вне зоны влияния выпуска (на расстоянии более 5 км от выпуска).

4.10 Определение условной фоновой концентрации для любого вещества заключается в нахождении ее значения, соответствующего вышеуказанным расчетным гидрологическим условиям. Для периодически пересыхающих и перемерзающих участков водотоков значение условной фоновой концентрации вещества для установления НДС рассчитывают только в том случае, если сброс сточных вод осуществляется только в период наличия в водотоке водного стока. В случае, если сброс сточных вод в ручей или балку, которые периодически пересыхают или перемерзают осуществляется круглогодично, то этот ручей или балку (водоток-приемник) следует считать дополнительным коллектором сточных вод для доставки их в основной водный объект с постоянным водным стоком.

4.11 Для водотоков в случае неравномерного распределения концентрации вещества в сечении заданного фонового створа (например, в зоне неполного смешения речной воды со сточной водой или водой притока) наиболее важным параметром является та условная фоновая концентрация, которая рассчитана отдельно для струи с наиболее высокой концентрацией этого вещества (далее эту струю будем называть контрольной струёй или, если рассматривается влияние на химический состав речной воды конкретного сброса сточных вод, максимально загрязненной струёй). Значение условной фоновой концентрации вещества, полученное в контрольной струе заданного фонового створа водотока, представляют, как конечный результат расчета.

4.12 Для расчета условной фоновой концентрации вещества используют результаты систематических наблюдений, при получении которых не изменялись:

- методика отбора и анализа проб воды;

- водный режим водного объекта (зарегулирование, забор воды и т.п.);

- характер поступления рассматриваемых химических веществ на вышерасположенном участке водотока.

Значения отдельных концентраций измеряемых показателей, включаемых в расчет условных фоновых концентраций, должны соответствовать их единицам измерения, используемым при вводе в электронную базу гидрохимических данных.

4.13 При расчете условной фоновой концентрации вещества следует учитывать только те створы, вертикали и горизонты наблюдений, где при ежемесячной, ежедекадной или еще более дробной во времени системе отбора проб воды имеются данные не менее чем за один год; при 6-11-разовом отборе проб воды в год - не менее чем за двухлетний период; при 4-5-разовом отборе проб воды в год - не менее чем за трехлетний период. Основное условие состоит в том, чтобы наблюдения проводились во все характерные периоды (сезоны) годового цикла и минимальное число данных в каждом сезоне за расчетный период было не менее трех.

4.14 При отсутствии на водотоке фоновых створов, а водоемах фоновых вертикалей наблюдений, удовлетворяющих 4.5 и 4.12, расчет условных фоновых концентраций химических веществ возможен только после проведения необходимых дополнительных наблюдений.

Отбор и анализ проб воды в водном объекте должен проводиться в соответствии с требованиями, изложенными в РД 52.24.309 и Р 52.24.353.

4.15 В соответствии с [3] расчетные значения условных фоновых концентраций химических веществ, предназначенные для установления НДС, действительны в течение пяти лет со дня выдачи официального ответа на запрос, после чего подлежат пересмотру (порядок запросов и ответов рассмотрен в разделе 7). Если условные фоновые концентрации химических веществ при установлении НДС использовались для расчета разбавления сточных вод, то их пересмотр должен осуществляться через три года после срока утверждения НДС. В случае существенного изменения водного режима водотока, а также ввода, закрытия или реконструкции крупных предприятий, сбрасывающих сточные воды на вышерасположенных участках водотока, значения условной фоновой концентрации веществ независимо от сроков их установления обязательно должны корректироваться, а НДС пересматриваться.

5 Порядок расчета условных фоновых концентраций химических веществ в воде водных объектов в створах и вертикалях систематических гидрохимических наблюдений

ГАРАНТ:

Нумерация здесь и далее по тексту приводится в соответствии с источником

5. В соответствии с 4.5 заданные фоновые створы (вертикали) для расчета условной фоновой концентрации химического вещества должны располагаться в водном объекте вне зоны влияния рассматриваемого выпуска сточных вод.

5.2 Для водотоков по специфике вычислительных операций условно можно выделить четыре возможные последовательные процедуры расчета, связанные с определением условной фоновой концентрации химического вещества:

1) выделение в заданном фоновом створе максимально загрязненной струи (при наличии нескольких вертикалей в фоновом створе наблюдения);

2) оценка достоверности статистической связи между концентрацией вещества и расходом воды в водотоке (отдельно для максимально загрязненной струи и остальной массы воды в водотоке, если они выделены) с последующим при наличии достоверной статистической связи расчетом условной фоновой концентрации вещества по полученному уравнению регрессии;

3) расчет условной фоновой концентрации вещества с учетом частоты наблюдений:

- наблюдения проводились не реже, чем один раз в месяц;

- наблюдения проводились реже, чем один раз в месяц;

4) перерасчет условной фоновой концентрации вещества, полученной в створе систематических гидрохимических наблюдений, в другой нижерасположенный фоновый створ водотока (при наличии между фоновым створом и местом рассматриваемого выпуска сточных вод существенных дополнительных источников этого вещества).

Для водоема крайне важным является выбор представительной фоновой вертикали наблюдения, характеризующей фоновый уровень режима качества воды в зоне отсутствия влияния на него рассматриваемого выпуска сточных вод и, по возможности, других близлежащих сбросов сточных вод. Для выполнения данной задачи следует предварительно провести анализ направлений преобладающих ветровых и стоковых течений или их совокупности в зоне водоема, прилегающей к месту выпуска сточных вод.

5.3 В водотоке выделение в заданном фоновом створе максимально загрязненной струи проводится только в том случае, если число вертикалей отбора проб воды в рассматриваемом створе превышает единицу, и объем наблюдений в каждой вертикали соответствует указанным положениям в пункте 4.12.

5.3.1 Для каждой вертикали наблюдений в сечении фонового створа водотока (или фоновой вертикали водоема) рассчитывают среднее значение концентрации рассматриваемого вещества , , по формуле

, (1)

где - i-e значение концентрации вещества на вертикали;

n - число значений , взятых для определения , .

Перед расчетом , из рассматриваемых рядов концентраций вещества должны быть удалены аномально высокие или низкие значения концентрации, появление, которых может быть связано только с грубыми ошибками при получении информации или аварийными ситуациями на водном объекте.

5.3.2 В водотоке в фоновом створе наблюдения вертикаль, для которой полученное значение средней концентрации наибольшее, принимают за основную (опорную). Если концентрация вещества в основной вертикали наблюдения существенно отличается от концентраций этого вещества в "соседних" (справа и слева) вертикалях, то следует считать, что результаты наблюдений в основной вертикали характеризуют качество воды в максимально загрязненной струе (методы сопоставления выборочных рядов данных указаны в 5.3.6).

Если концентрация вещества в основной вертикали наблюдения отличается от концентраций этого вещества в одной или нескольких "соседних" несущественно, то принимают, что все эти вертикали расположены в одной контрольной струе. Для получения единого ряда концентраций, характеризующих состав воды в этой струе, результаты наблюдений, полученные в указанных вертикалях наблюдения за расчетный период, объединяют.

5.3.3 Для водотока и водоема при наличии наблюдений на вертикали в нескольких горизонтах (поверхность, середина, придонный горизонт) полученные данные усредняют (важным при этом является условие наличия в этих горизонтах одинакового объема наблюдений за расчетный период). Рассмотрение данных в вертикалях отдельно по горизонтам нецелесообразно, т.к. процесс вертикального перемешивания водных масс в водных объектах (в т.ч. в неглубоких водоемах при ветровом перемешивании) происходит в пределах небольших расстояний.

5.3.4 Процедура расчета условной фоновой концентрации вещества по данным в выделенной фоновой вертикали наблюдения (в водотоке возможна объединенная совокупность вертикалей в выделенной максимально загрязненной струе) выполняется по одному и тому же алгоритму.

Для ускорения процедуры расчета условной фоновой концентрации вещества по данным в фоновом створе или фановой вертикали систематических гидрохимических наблюдений рекомендуется использовать прилагаемую к руководящему документу программу "ГХМ-фон3".

5.3.5 Если для водотока предполагается проведение перерасчета условной фоновой концентрации вещества в нижерасположенный фоновый створ, то в целях выделения дополнительной струи выполняют усреднение результатов наблюдений в вертикалях наблюдения, не вошедших в контрольную струю.

Если известно, что происходит периодическое поступление рассматриваемого вещества от какого-либо источника, расположенного выше заданного фонового створа водотока, то следует попытаться выделить контрольную струю путем аналогичного анализа данных, но с учетом только тех периодов, когда происходит поступление в водоток рассматриваемого вещества с водами этого источника.

В фоновом створе водотока следует выделять не более двух условно-изолированных масс воды: контрольную струю и остальную часть речной воды с более низкими концентрациями вещества.

В водотоке в случае проведения перерасчета условной фоновой концентрации в нижерасположенный фоновый створ для каждой выделенной струи определяют примерную среднюю долю расхода воды в меженный период. Определение последней осуществляют совместно с гидрологами посредством анализа распределения расхода воды в поперечном профиле фонового створа водотока и анализа местоположения в этом створе точек отбора проб воды, отнесенных к соответствующей струе*(2).

Перерасчет условной фоновой концентрации вещества в заданный нижерасположенный створ реки может осуществляться только с помощью прилагаемой к руководящему документу программы "ГХМ-фон4" в соответствии с инструкцией, приведенной в приложении Б.

5.3.6 Оценку значимости отличия сравниваемых выборок концентраций вещества следует осуществлять с помощью непараметрического статистического критерия Вилькоксона-Манна-Витни (критерий ) [6].

Сущность данной методики заключается в следующем.

Значения концентраций обеих выборок располагают в общую возрастающую последовательность, например, в виде

,

где , ..., - концентрации первой выборки;

, ..., - концентрации второй выборки.

Каждому значению концентрации в общей возрастающей последовательности присваивают ранг, например

. (2)

Если в первой и второй выборках имеются одинаковые по значению концентрации, то каждому из них приписывается среднее значение ранга. Например, если , то для рассмотренной последовательности

. (3)

При получим

. (4)

Далее отдельно для каждой выборки подсчитывают сумму рангов. Например, для последовательности (3) получим

- для первой выборки

(5)

сумма рангов равна 22,5;

- для второй выборки

(6)

сумма рангов равна 32,5.

Значения критерия определяют по формуле (7) или (8):

, (7)

, (8)

где - меньшая сумма рангов в сравниваемых выборках;

- число значений концентраций в выборке с суммой рангов ;

- большая сумма рангов в сравниваемых выборках;

- число значений концентраций в выборке с суммой рангов .

Например, для последовательности (3) получим

. (9)

Если число данных в большей из сравниваемых выборок m* менее или равно восьми , то рассчитывают теоретическое (критическое) значение критерия по формуле

, (10)

где n* - число данных в меньшей из сравниваемых выборок.

Примечание - Результат, полученный по формуле (10), округляют до первого знака после запятой.

В том случае, если рассчитанное значение больше , то отличие между сравниваемыми выборками принимают незначимым.

Например, для последовательности (3) ; ; ; . Следовательно, отличие сравниваемых выборок концентраций принимается незначимым (при ).

Если число данных в большей выборке более восьми (m* > 8), то оценка отличия сравниваемых выборок концентраций проводится по критерию z, который представляет собой приближенно нормированную величину, распределенную по нормальному закону

. (11)

В том случае, если рассчитанное значение z попадает в интервал -1,28 < z < 1,28, то отличие между двумя сравниваемыми выборками концентраций принимают незначимым при Р = 0,90.

5.4 Для водотоков оценку возможности установления и использования для расчетов условных фоновых концентраций статистических связей между концентрацией вещества С и расходом воды Q осуществляют в том случае, если на дату отбора проб представлены значения расхода речной воды.

5.4.1 Корреляционный анализ для оценки статистической связи типа С = f(Q) желательно проводить с использованием ПК. Если данный анализ выполняют "вручную", то для выяснения вида статистической связи (прямолинейная, логарифмическая, экспоненциальная) вначале визуально анализируют характер распределения точек на графике связи С = f(Q). Затем после выбора вида связи проводят корреляционный анализ линеаризованной статистической связи. При использовании ПК для анализа линеаризованных связей С = f(Q) рассматривают следующие уравнения регрессии

y = a + bx,	,
,	,
,	,
y = a + b lgx,	,	(12)
,	,
,	,
,	,
,	.

Статистическая связь принимается значимой, если она удовлетворяет параметрам, приведенным в таблице 1.

Таблица 1 - Критерии оценки качества статистических связей [7]

Число членов ряда n	Коэффициент корреляции r		Категория качества
			Хорошая
	0,80-0,70	0,41-0,70	Удовлетворительная
15 < n < 25			Хорошая
	0,88-0,66	0,46-0,75	Удовлетворительная
>25			Хорошая
	0,86-0,60	0,51-0,80	Удовлетворительная

В таблицу 1 включены параметры:

- среднеквадратическое отклонение, определяемое для анализируемого ряда значений концентрации вещества по формуле

; (13)

- среднеквадратическая погрешность результатов проверочных расчетов значений концентрации вещества по найденному уравнению регрессии, определяемая по формуле

, (14)

где - расчетное значение концентрации вещества, полученное по уравнению регрессии по тем данным расхода воды в водотоке, при которых была зафиксирована фактическая концентрация ;

r - коэффициент корреляции линейной связи между параметрами и , определяемый по формуле

, (15)

где , - наблюденные i-e значения коррелируемых параметров;

, - среднеарифметические значения этих параметров.

Если при линеаризации статистической связи параметры и использовались в измененном виде (например, ; ; ; ), то в формулу (15) их i-e значения следует подставлять в том же измененном виде. При наличии достоверной статистической связи С = f(Q) составляют необходимые расчетные зависимости (уравнения регрессии).

Способы упрощенного установления статистических связей можно найти в работах [8], [9].

5.4.2 Значение условной фоновой концентрации вещества , , определяют по формуле

, (16)

где - рассчитанная по уравнению регрессии средняя концентрация вещества, соответствующая расчетным условиям согласно 4.8;

- возможная погрешность определения .

При определении для растворенного в воде кислорода используют формулу

. (17)

Значения параметра вычисляют по формуле

, (18)

где - коэффициент Стьюдента при Р = 0,95 (значения коэффициента приведены в приложении В).

Примеры расчетов условных фоновых концентраций химических веществ в водных объектах представлены в приложении Г.

5.4.3 В фоновом створе водотока, в котором с увеличением расхода воды увеличивается концентрация рассматриваемого вещества, помимо условной фоновой концентрации при минимальном расчетном расходе воды, дополнительно по уравнению регрессии рассчитывают условную фоновую концентрацию вещества, соответствующую среднемноголетнему расходу воды и наибольшему (максимальному) среднемесячному расходу воды года 5%-ной обеспеченности .

Аналогично следует поступать при расчете условной фоновой концентрации химического вещества в водоеме. Если при увеличении объема водоема происходит увеличение концентраций вещества, то следует дополнительно провести расчет условной фоновой концентрации вещества при средних и максимальных уровнях воды в водоеме (то есть при уровнях 50%-ной и 5%-ной обеспеченности).

5.5 Расчет условной фоновой концентрации химического вещества в водном объекте при отсутствии указанной выше достоверной статистической связи и наличии ежемесячных наблюдений за химическим составом воды не менее трех лет выполняют с выделением наиболее неблагоприятных условий в отношении качества воды в годовом цикле по рассматриваемому веществу. Ниже показана последовательность такого расчета.

5.5.1 В рассматриваемом диапазоне лет из результатов наблюдений исключают непоказательные экстремальные значения. Для этого рассчитывают величины I' и I'' по формулам

, (19)

, (20)

где , , - соответственно средняя, максимальная и минимальная концентрации вещества за рассматриваемый период;

- среднеквадратическое отклонение значений концентрации вещества.

В том случае, если или (где - нормативное значение, определяемое по таблице 2), то взятое для анализа экстремальное значение концентрации вещества исключается из рассматриваемого ряда данных.

Таблица 2 - Нормативные значения параметра при числе членов ряда n

n		n		n		n		n
3	1,150	8	2,030	13	2,330	18	2,500	40	2,792
4	1,460	9	2,110	14	2,370	19	2,530	50	2,860
5	1,670	10	2,180	15	2,410	20	2,560	200	3,076
6	1,820	11	2,230	16	2,440	25	2,635	250	3,339
7	1,940	12	2,290	17	2,480	30	2,696	500	3,528

5.5.2 Последний год наблюдений на водном объекте принимают за основной (опорный). Из предыдущих лет берут данные только за те годы, в которых значения концентрации рассматриваемого вещества несущественно отличаются от значений концентрации за основной год (правила сравнения двух выборок приведены в 5.3.6). Число лет систематических гидрохимических наблюдений, используемых для расчета условных фоновых концентраций, не ограничивается. Учитывая важность выбора опорного года, в случае существенного отличия содержания в нем рассматриваемого химического вещества по сравнению с данными предыдущих лет, следует установить возможные причины такого отличия и оценить ожидаемую степень их устойчивости в последующие годы. Если последний год по каким-либо временным причинам оказался аномальным, то за опорный следует принять один из предыдущих, когда условия формирования качества воды не были аномальными.

Для водотока следует иметь в виду, что если для определения условной фоновой концентрации вещества выделена контрольная струя, то выбор числа лет для статистической обработки проводят отдельно по данным, характеризующим содержание вещества в контрольной струе, и данным, характеризующим его содержание в остальной массе воды водотока.

5.5.3 Выбранные данные для расчета условной фоновой концентрации вещества сводят в градации по месяцам (число градаций - 12).

Из каждой выделенной градации исключают непоказательные экстремальные значения концентраций согласно 5.5.1.

Далее, если хотя бы в одном месяце число данных оказалось менее трех, то продолжение расчета возможно только в соответствии с 5.6.

5.5.4 В выделенных градациях рассчитывают среднюю концентрацию вещества. Месяц с наибольшим значением концентрации вещества принимают за основной (опорный). Если значения концентрации вещества в этом месяце существенно отличаются от значений концентраций в остальных месяцах, то верхнюю доверительную границу средней концентрации вещества в основном месяце принимают за искомое значение условной фоновой концентрации вещества . Формула для расчета условной фоновой концентрации вещества имеет вид *(3):

, (21)

где - средняя концентрация вещества в основном (опорном) месяце;

- среднеквадратическое отклонение значений концентрации в этом месяце;

n - число данных в градации.

Если отличие данных в основном (опорном) месяце от данных в одном или нескольких других месяцах несущественно, то результаты наблюдений, попавшие в несущественно отличающиеся градации объединяют с результатами наблюдений в основной градации. Для вновь составленной (увеличенной) градации определяют среднюю концентрацию. Верхняя доверительная граница варьирования средних значений концентраций вещества в этой градации, определяемая по формуле (21), составит искомое значение .

Примечание - Если полученное значение условной фоновой концентрации превышает максимальное наблюденное значение , то это означает, что либо были неправильно выбраны градации (или периоды) изменений концентрации вещества во времени, либо при действительно высокой изменчивости значений концентрации вещества в выделенном периоде было проведено недостаточно наблюдений для расчета условной фоновой концентрации .

5.6 Расчет условной фоновой концентрации вещества при наблюдениях реже, чем один раз в месяц, выполняют с учетом возможных версий характерной внутригодовой периодичности (сезонности) изменения концентрации вещества. Последняя может быть связана с особенностями гидрологического, температурного, ледового режимов водного объекта или совокупности этих и других факторов воздействия. Основное условие при подборе версий - в каждом периоде (сезоне) должно быть не менее трех значений концентраций.

5.6.1 Отдельно в каждой версии в каждом выделенном периоде (сезоне) исключают непоказательные экстремальные значения концентрации согласно 5.5.1. Затем в каждом выделенном периоде (сезоне) рассчитывают средние значения концентрации вещества. Период (сезон) с наибольшей средней концентрацией вещества в рассматриваемой версии принимают за основной (опорный). Если значение концентрации вещества в этом периоде существенно отличается от значений концентрации в остальных периодах (сезонах), то верхнюю доверительную границу средней концентрации вещества в основном периоде (сезоне) в данной версии принимают за предварительно рассчитанную условную фоновую концентрацию вещества. За искомое значение условной фоновой концентрации вещества принимают наибольшее из предварительно рассчитанных значений условной фоновой концентрации вещества в рассмотренных версиях.

Если в рассматриваемой версии данные в основном периоде (сезоне) отличаются от данных в одном или нескольких периодах (сезонах) несущественно, то их объединение и расчет выполняют согласно 5.5.4.

5.6.2 Для водотока при наличии в фоновом створе выделенной максимально загрязненной струи расчеты, указанные в 5.5.3-5.6.1 для определения условной фоновой концентрации, проводят только для данных, характеризующих содержание вещества в контрольной струе.

5.7 Определение условной фоновой концентрации по взвешенным веществам следует проводить по результатам наблюдений, полученным в меженный период, когда их содержание в водном объекте наиболее низкое. В водотоках во многих случаях содержание взвешенных веществ в реке зависит от расхода воды. При наличии такой зависимости для расчета фоновой концентрации по взвешенным веществам следует вначале в результате корреляционного анализа установить уравнение регрессии статистической связи между концентрациями взвешенных веществ и расходом воды, а затем по этому уравнению вычислить условную фоновую концентрацию, соответствующую минимальному среднемесячному расходу воды года 95%-ной обеспеченности, при этом погрешность результата расчета по уравнению регрессии прибавляется к значению концентрации взвешенных веществ, полученному по этому уравнению. Расчет условной фоновой концентрации по взвешенным веществам без учета указанной статистической связи не должен противоречить указанному подходу. В частности, для водотоков и водоемов в сезоне с наименьшими концентрациями взвешенных веществ (обычно это зимняя или летняя межень) определяют верхний предел варьирования генеральной средней концентрации, который и принимают за условную фоновую концентрацию. При расчете условной фоновой концентрации последний год наблюдений считают приоритетным (опорным).

Примечание - Для установления значений ПДК по взвешенным веществам в зависимости от приоритетного вида водопользования используют положения соответствующих руководящих документов для водных объектов санитарно-бытового или рыбохозяйственного назначения.

В случае, если для определения условной фоновой концентрации по взвешенным веществам на рассматриваемом водном объекте исходных данных недостаточно или они полностью отсутствуют, то временно (до получения необходимых результатов наблюдения) условная фоновая концентрация по взвешенным веществам может быть установлена по результатам наблюдений на водном объекте - аналоге в рассматриваемом регионе на не загрязняемом взвешенными веществами участке (фоновый створ не должен располагаться в селитебной зоне).

Условным (временным) аналогом можно считать также участок главной реки выше впадения рассматриваемого водотока на не загрязненном взвешенными веществами участке.

Если для определения условной фоновой концентрации по взвешенным веществам возможность использования водного объекта - аналога отсутствует, но имеется инициатива предприятия считать за фоновую концентрацию по взвешенным веществам нижний предел определения этих веществ по используемому методу анализа лабораторией предприятия, то такой подход к определению условной фоновой концентрации (и далее установления ПДК) по взвешенным веществам в виде исключения может быть принят (такой "жесткий" подход не повлечет за собой отрицательных последствий для качества воды на рассматриваемом водном объекте). Предприятию в такой ситуации следует рекомендовать в течение последующих 3-5 лет ликвидировать пробел в исходных данных для установления условной фоновой концентрации по взвешенным веществам путем организации необходимых натурных наблюдений на рассматриваемом водном объекте - приемнике сточных вод или на подходящем незагрязняемом участке водного объекта - аналога.

Расчет условных фоновых концентраций по взвешенным веществам в створе систематических гидрохимических наблюдений рекомендуется выполнять с использованием программы "ГХМ-фон3".

5.8 В тех случаях, когда требуется определение условной фоновой концентрации химического вещества для всего рассматриваемого ВХУ водного объекта в целях последующего установления НДВ по привносу этого вещества на данный участок, расчет условной фоновой концентрации вещества в соответствии с настоящим руководящим документом осуществляют для всех имеющихся на ВХУ створах систематических гидрохимических наблюдений, расположенных вне зоны влияния имеющихся на ВХУ выпусков сточных вод. Для установления НДВ на рассматриваемом ВХУ из полученных значений условных фоновых концентраций рассматриваемого химического вещества используют наименьшее. По запросу заказчика для рассматриваемого ВХУ могут быть представлены все рассчитанные условно-фоновые концентрации химического вещества для фоновых створов или фоновых вертикалей.

5.9 Для водотоков перерасчет условной фоновой концентрации вещества, полученной в створе систематических гидрохимических наблюдений, в другой нижерасположенный створ выполняют с учетом процессов смешения и разбавления в водотоке вод боковых притоков и сточных вод, а также процессов самоочищения воды водотока. При этом следует иметь в виду, что учет процессов самоочищения допускается только в том случае, если на рассматриваемом участке они хорошо изучены.

Примечание - Для водоемов проводить какие-либо перерасчеты условной фоновой концентрации вещества, полученной в створе (вертикали) систематических гидрохимических наблюдений, не рекомендуется.

5.9.1 В связи с приближенностью существующих методов и моделей количественного описания процессов формирования химического состава речных вод для осуществления рассматриваемого перерасчета концентраций химических веществ необходимо учитывать следующие условия.

Заданный для расчета значения фоновый створ водотока выше рассматриваемого для установления НДС выпуска сточных вод должен быть установлен в соответствии с 4.5. В дальнейшем в этом створе предприятием может быть организовано регулярное наблюдение за условным фоновым содержанием интересуемого вещества.

Время добегания водных масс на участке между створом наблюдения и створом, заданным для определения условной фоновой концентрации вещества, не должно превышать при расчетных гидрологических условиях для малых и средних рек с расходом воды менее 50 примерно двух суток (по расстоянию не более 50 км), для средних рек с расходом не менее 50 - трех суток (по расстоянию не более 100 км) и для больших рек - пяти суток (по расстоянию не более 250 км).

При более значительном удалении створа систематических гидрохимических наблюдений от заданного для определения условной фоновой концентрации вещества створа выше сброса сточных вод необходимо проведение дополнительных наблюдений с целью получения исходной информации для расчета в соответствии с 4.5, 4.8-4.12.

Примечание - Не рекомендуется проводить перерасчет условной фоновой концентрации растворенного в воде кислорода в нижележащие створы независимо от их местоположения.

6 Перерасчет условной фоновой концентрации химического вещества в заданные нижележащие створы водотока

6.1 Для выполнения расчетов изменения концентрации вещества по течению реки на участке между створом систематических гидрохимических наблюдений (первоначально выбранный фоновый створ), где предварительно была рассчитана условная фоновая концентрация, и створом в 500 м выше рассматриваемого выпуска сточных вод (на расстоянии 1 км - для больших и средних рек) реку делят на участки и подучастки. Границами участков являются: фоновый створ, где проводились систематические гидрохимические наблюдения, узловые створы, в которых существенно (более чем на 20%) резко меняется расход речной воды в результате поступления вод конкретного притока или сброса сточных вод, и обязательно заданный конечный (фоновый) створ на речном участке, расположенный выше интересуемого для установления НДС выпуска сточных вод. Внутри участка реки по морфометрическим характеристикам могут быть выделены подучастки, для которых условно принимается, что расход воды в реке существенно не меняется, а меняется только ширина, глубина или скорость речного потока (например, при выходе реки из предгорья на равнинный участок).

Если между створом, для которого рассчитана условная фоновая концентрация вещества, и рассматриваемым выпуском сточных вод имеются крупные притоки, в устьях которых наблюдения не проводились, то перерасчет условной фоновой концентрации проводить не следует.

Расчет изменения концентрации вещества от створа систематических гидрохимических наблюдений до створа, для которого требуется рассчитать условную фоновую концентрацию выше рассматриваемого сброса сточных вод, следует выполнять с использованием программы "ГХМ-фон4" в соответствии с инструкцией, приведенной в приложении Б. Ниже дано описание алгоритма, по которому разработана программа для ПК.

6.2 Для аппроксимации процесса смешения и разбавления поступающих в водоток химических веществ в программе "ГХМ-фон4" использовано аналитическое решение уравнения турбулентной дисперсии для одномерной плоской задачи точечного стационарного поступления вещества в русло реки с прямоугольным поперечным сечением, приведенное в работах [10] - [13]. Для перехода к любому объему поступающих в водоток водных масс их рассматривают как условный многоточечный источник вещества, захватывающий определенную часть ширины реки. С целью получения поперечного профиля концентраций в каждом узловом створе рассчитывают проекцию совокупного влияния вышерасположенного условного многоточечного источника вещества на распределение концентраций вещества в этом створе.

Примечание - Программу "ГХМ-фон4" можно использовать для обычных расчетов смешения и разбавления сточных вод или воды притоков в реке вне расчета условных фоновых концентраций.

6.3 В пределах рассматриваемого речного участка для перерасчета условной фоновой концентрации вещества используют: для сточных вод - установленные НДС (нормативные расходы и концентрации вещества), для устьев притоков - минимальный среднемесячный расход воды года 95%-ной обеспеченности и условную фоновую концентрацию вещества в устье этих притоков.

6.4 Перед расчетом смешения и разбавления вод притоков и сточных вод на рассматриваемом участке водотока программными средствами проводится ряд предварительных вычислений.

6.4.1 Напорный или рассеивающий выпуски путем специального расчета превращают в условный сосредоточенный сброс, местоположение которого условно будет находиться в створе начального смешения*(4). Обозначения для параметров расчетного условного сосредоточенного сброса имеют вид:

- расход сточных вод - ;

- концентрация вещества в сточных водах - ;

- расстояние места условного (преобразованного) выпуска сточных вод от устья реки - .

Скорость истечения сточной жидкости из оголовка , м/с, в соответствии с [14] рассчитывают по формуле

, (22)

где - расход сточных вод, ;

- число оголовков;

- диаметр оголовка, м.

Параметр рассчитывают по формуле

, (23)

где - средняя скорость течения речной воды непосредственно ниже m-го напорного или рассеивающего сброса сточных вод (используется для расчета начального смешения сточных вод), м/с.

Сброс сточных вод считают напорным при условиях

и м/с. (24)

Если хотя бы одно из условий (24) не выполняется, выпуск считают ненапорным и нерассеивающим.

Кратность начального разбавления в соответствии с [14] определяют по формуле

, (25)

где

при от 0 до 0,42    ; (27)

при свыше 0,42    , (28)

где - средняя глубина речного потока непосредственно ниже m-го напорного сброса сточных вод (используется для расчета начального смешения сточных вод), м.

Диаметр загрязненной струи в створе начального разбавления сточных вод , м, вычисляют по формуле

. (29)

Расчетные параметры условного сосредоточенного сброса составят:

- расход сточных вод , , определяют по формуле

; (30)

- расстояние от места выпуска сточных вод до створа начального смешения сточных вод , м, определяют по формуле

; (31)

- новое условное местоположение рассеивающего выпуска сточных вод (в м от устья) вычисляют по формуле

, (32)

где - расстояние от устья реки до действительного места выпуска сточных вод, м.

6.4.2 На предварительном этапе программными средствами рассчитывают средневзвешенные значения средней и максимальной скоростей течения речной воды на расстоянии между m-м источником рассматриваемого вещества и K-м нижерасположенном узловым створом (m-м источником может быть также выделенная загрязненная струя в фоновом створе) по формулам

, (33)

, (34)

где - расстояние от m-го источника вещества (соответствующего притока или выпуска сточных вод) до K-го нижележащего узлового створа, м;

- число выделенных подучастков на участке , отличающихся по гидроморфометрическим характеристикам;

- длина z-го подучастка на i-м речном участке с отличающимися гидроморфометрическими данными в пределах участка , м;

, - соответственно средняя и максимальная скорости течения в сечении реки на подучастке , м.

Расчет средневзвешенной максимальной скорости течения речной воды до K-го узлового створа , м/с, при отсутствии в исходных данных этого параметра, осуществляют по формуле

. (35)

Данные о переходном коэффициенте приведены в таблице 3.

Расчет коэффициента поперечной дисперсии , , на i-м участке реки на каждом выделенном z-м подучастке проводят по формуле

, (36)

где g - ускорение свободного падения, равное 9,8 ;

- средняя глубина реки на z-м подучастке;

- коэффициент извилистости реки, представляющий собой отношение длины участка, измеренной по фарватеру, к длине этого же участка, измеренной по прямой (для определения можно использовать крупномасштабную карту);

- коэффициент, зависящий от (при ; при ) [16];

- значение коэффициента Шези на z-м подучастке.

Таблица 3 - Данные о переходном коэффициенте [15]

Характеристика русла и условий протекания	Коэффициент при средней глубине, м
	менее 1	от 1 до 5	более 5
Равнинные реки (большие и средние) с благоприятными условиями протекания	От 0,78 до 0,86 включ.	Св. 0,86 до 0,88 включ.	Св. 0,88 до 0,90 включ.
Реки большие и средние с менее благоприятными условиями протекания (значительно засоренные, частично заросшие, извилистые, каменистые, с неспокойным течением)	От 0,70 до 0,77 включ.	Св. 0,77 до 0,85 включ.	Св. 0,85 до 0,87 включ.
Реки с ухудшенными условиями протекания (заросли, кочки, местами сточная вода) горные реки с бурным течением	-	От 0,70 до 0,79 включ.	Св. 0,79 до 0,84 включ.
Примечание - При отсутствии данных можно принять .

Значения коэффициента Шези на z-м подучастке реки определяют с использованием формулы Шези [17]

, (37)

где - гидравлический уклон на z-м подучастке реки (если исходные данные были выражены в промилле, то для расчета по формуле (37) это значение следует разделить на 1000).

Если сведения о гидравлическом уклоне отсутствуют, то для определения коэффициент Шези используют формулу Н.Н. Павловского [17]

, (38)

где R - гидравлический радиус потока на z-м подучастке реки (для летних условий ), м;

- коэффициент шероховатости ложа реки, определяемый для z-x подучастков реки по таблицам приложения Д.

- показатель степени числа R вычисляют по формуле

(39)

Для рек в зимний период гидравлический радиус потока составит

. (40)

Показатель степени вычисляют по формулам:

при , (41)

при , (42)

где - коэффициент шероховатости нижней поверхности льда на z-м подучастке реки, определяемый по таблице 4.

Таблица 4 - Значения коэффициента шероховатости нижней поверхности льда [17]

Количество дней после ледостава
10 дней	От 0,150 до 0,050 включ.
Св. 10 до 20 включ.	От 0,100 до 0,040 включ.
Св. 20 до 60 включ.	От 0,050 до 0,030 включ.
Св. 60 до 80 включ.	От 0,040 до 0,0150 включ.
Св. 80 до 110 включ.	От 0,025 до 0,010 включ.
Примечание - Для подпертых речных бьефов данные 1-й и 2-й строк таблицы, отвечающие рекам в бытовых условиях, следует уменьшить на 15%, 3-й и 4-й строк - на 35%. Меньшие значения характерны для гладкого покрова, большие - для ледяного покрова с торосами и шугой.

Если по длине реки имеются участки с различными морфометрическими характеристиками, то для расчета на всех участках используют либо только гидравлический уклон, либо коэффициент шероховатости. Это связано с необходимостью при расчете изменения по длине реки концентраций вещества выполнять вычисления средневзвешенных морфометрических характеристик.

Для расчета средневзвешенных значений всех приведенных исходных данных морфометрических характеристик русла реки , , , , , на участке (участок может включать один или несколько z-ых подучастков) используют формулу

, (43)

где - средневзвешенное значение искомой характеристики;

- количество использованных для расчета z-x выделенных характерных подучастков реки;

- значение параметра на z-м выделенном характерном подучастке реки.

6.4.3 Далее программными средствами выполняют следующие предварительные вычисления.

Определяют постоянное число вертикалей в расчетных и контрольных створах на первом i-м участке реки. Данное определение выполняют с учетом следующих условий

при , (44)

при , (45)

где - расход речной воды в створе на последнем (замыкающем) участке реки, ;

- наименьший расход воды среди всех учитываемых источников рассматриваемого химического вещества на всех рассматриваемых подучастках реки, .

В случае отсутствия на рассматриваемом речном участке сброса сточных вод с малым расходом в формулах (44), (45) вместо используют предельный для участка реки рассчитанный минимальный расход воды источника вещества , , по формуле

, (46)

где и - средневзвешенные значения глубины и скорости речного потока на первом выделенном речном участке;

10 - погрешность в размещении условного точечного выпуска сточных вод в продольном профиле реки, м.

Рассмотренное дополнительное условие при наличии выполняют следующим образом: если , то в условия (44), (45) вместо подставляют рассчитанное по формуле (46) значение .

Время перемещения масс воды между m-м источником вещества (притоком или выпуском сточных вод) и K-м нижележащем контрольным створом , сут, определяют по формуле

. (47)

В исходном фоновом створе сечение условного прямоугольного русла реки делится на сегментов с одинаковым расходом воды (отсчет местоположения всех учитываемых сегментов, вертикалей и источников поступления вещества в сечении водотока на всем рассматриваемом участке ведут от левого берега). Расход воды в каждом выделенном сегменте исходного фонового створа , , определяют по формуле

, (48)

где - расход речной воды в исходном фоновом створе, .

Если в исходном фоновом створе выделена контрольная струя с известной концентрацией вещества и расходом речной воды , то часть сегментов у соответствующего берега относят к этой струе. Число таких сегментов в фоновом створе с одинаковой концентрацией вещества составит

. (49)

6.4.4 Вниз по течению расчет изменения концентраций вещества вдоль водотока ниже поступления вод учитываемого источника со значительным расходом (расход более 20% от расхода реки) программными средствами выполняют следующим образом.

Количество сегментов в узловом створе принимается равным числу сегментов на предыдущем участке реки плюс сегменты, образуемые источником вещества в этом узловом створе. Сегменты, образуемые источником вещества, с одной и той же концентрацией , будут иметь тот же расход, что и сегменты перенесенные с предыдущего участка (концентрация вещества в каждом перенесенном в узловой створ сегменте будет той, которая получилась при расчетах в замыкающем створе на предыдущем участке реки).

Для расчета смешения вод источника рассматриваемого вещества, поступивших в узловой створ, с речными (этим источником могут быть сточные воды или воды притоков первого порядка, а также воды в каждом загрязненном сегменте вышележащего узлового створа) предусматривается, что каждый учитываемый m-й источник составляет определенное число условно-точечных выпусков в виде сегментов в рассматриваемом створе реки.

Расход воды в реке перед очередным узловым створом реки рассчитывают по формуле

, (50)

где параметры , , являются характеристиками речного потока на вышележащем подучастке реки (если таковой выделен) или значениями, установленными в узловом створе вышележащего участка;

- расход речной воды на предыдущем участке реки, .

Ниже впадения источника рассматриваемого вещества примерный расчетный расход воды в узловом створе на i-м участке реки составит

, (51)

где - расход воды в m-м существенном источнике вещества на рассматриваемом i-м участке реки, формирующим расход воды в узловом створе, .

Для расчета расхода воды в одном сегменте в замыкающем створе предыдущего участка реки перед узловым створом , , используют формулу

, (52)

где - расход воды в каждом сегменте узлового створа, ;

- количество выделенных сегментов в сечении реки на предыдущем речном участке перед узловым створом.

Количество сегментов , занятых в узловом створе источником вещества с одинаковой концентрацией вещества в сточной воде, составит

. (53)

Общее число сегментов в узловом створе составит

. (54)

Ширина одного сегмента в узловом створе, м, будет равна

, (55)

где - ширина реки, м, в узловом створе.

В том случае, если в узловом створе известен фактический расход речной воды и он существенно отличается от расчетного , то для корректировки данных в узловом створе дополнительно используют следующие расчеты:

- уточняют расход речной воды без влияния m-го источника вещества согласно формуле

; (56)

- уточняют расход воды в одном сегменте в узловом и замыкающем створах предыдущего участка реки согласно формуле

; (57)

- уточняют количество сегментов , занятых в узловом створе источником вещества, согласно формуле

; (58)

- уточняют общее количество сегментов в узловом створе согласно формуле

; (59)

- уточняют ширину ячейки в узловом створе согласно формуле

. (60)

Примечание - Если на рассматриваемом речном участке учтены все основные источники вещества, то вполне допустимо принять, что в сегментах нижележащего узлового створа, в которых скорректирован расход воды, останутся неизменными концентрации вещества, сформированные под влиянием учтенных на этом участке источников вещества.

Расстояние в сечении реки от левого берега до середины каждого n-го условно-точечного выпуска (сегмента) вычисляют с использованием следующих формул.

Если сброс источника вещества осуществляется в часть сечения реки ближней к левому берегу , то расстояние от левого берега до середины первого условно-точечного m-го источника вещества , м, составит

, (61)

если при расчете по формуле (61) получилось отрицательное или нулевое значение , то принимается, что

, (62)

где - расстояние от левого берега до точки сброса m-го источника вещества, при выпуске непосредственно с левого берега ; с правого берега - , м (здесь условно принимается, что сброс m-го источника происходит как бы в одну точку сечения реки с последующим расширением загрязненной струи по ширине реки в узловом створе, т.е. загрязненный поток от источника вещества как бы разворачивается на 90 градусов и, если , то 1-й сегмент потока займет 1-й сегмент реки, а последний соответственно , при этом основной поток реки вытесняется в сторону противоположного берега).

Ширина реки, занимаемая источником вещества в узловом створе, , м, составит

. (63)

Расстояние в сечении реки от левого берега до середины каждого n-го условно-точечного выпуска m-го источника вещества, м, вычисляют по формуле

, (64)

где - номер очередного условно-точечного сброса из их общего количества .

Если сброс рассматриваемого химического вещества осуществляется в часть сечения реки ближней к правому берегу реки, т.е. соответствует условию

, (65)

то расстояние, м, от левого берега до середины первого условно-точечного m-го источника при условии, что , рассчитывают по формуле

. (66)

Расстояние от левого берега до середины n-го, начиная со второго, условно-точечного выпуска m-го источника, расположенного ближе к правому берегу , м, определяют по формуле (64).

Для размещения в узловом створе сегментов со своими концентрациями выполняют следующие операции.

Нумеруются все сегменты в створе, замыкающем предыдущий участок реки, начиная от левого берега.

Число незаполненных сегментов источником вещества у левого берега составит

. (67)

Соответственно у левого берега помещают сегменты из вышележащего створа с номерами не более . Оставшимся сегментам, перемещаемым из замыкающего створа, присваивают другие номера в виде

, (68)

где - новый номер сегмента при переводе его в узловой створ;

- номер j-го сегмента в замыкающем створе предыдущего участка реки, с размещением их в соответствующем порядке по направлению к правому берегу вслед за сегментами, занятыми источником вещества.

В случае сброса сточных вод в виде рассеивающего выпуска с расходом, существенно влияющим на расход реки ниже сброса, створ сброса также считают узловым створом. При этом учитывают особенности размещения в русле реки сегментов преобразованного рассеивающего выпуска в обычный сброс.

Число таких сегментов , занятых преобразованным сбросом с одинаковой концентрацией , в новом условном узловом створе, расположенном ниже узлового на расстоянии начального смешения рассеивающего сброса сточных вод, составит

, (69)

где - расход речной воды в одном сегменте предыдущего участка реки, определяемый аналогично указанному для формул (50) - (52).

При наличии в узловом створе измеренного фактического расхода речной воды , параметр уточняют с использованием формулы (52).

Значение параметра , полученное по формуле (58) или (69), округляют до целого числа (при принятых условиях выделения узлового створа в русле реки влияние такого округления на общий расход при сложении расходов воды во всех сегментах узлового створа составит не более десятых процента).

Число сегментов в сечении реки в узловом створе, занятых непреобразованным рассеивающим сбросом , должно было бы составить

. (70)

Число сегментов в замыкающем створе вышерасположенного участка, которые следует исключить из расчета при переносе в новый узловой створ , будет равно (эта часть сегментов в сечении реки была задействована в начальном разбавлении сточных вод)

. (71)

Общее число сегментов в новом узловом створе будет равно

. (72)

Исключение полученного числа сегментов по формуле (71) в замыкающем створе предыдущего участка реки выполняют по сторонам от вертикали, расположенной в середине местоположения рассеивающего выпуска сточных вод в замыкающем створе. В случае нечетного числа исключаемых сегментов нечетный исключаемый сегмент берется из сегментов, расположенных по направлению к берегу ближе к месту (точке) сброса сточных вод (точке ). При напорном выпуске с берега исключение полученного по формуле (71) числа речных сегментов, участвующих в начальном разбавлении сточных вод, проводят от того берега, где расположен напорный выпуск. Оставшиеся после исключения сегменты в замыкающем створе предыдущего речного участка перенумеровывают и переносят в условный узловой створ с соответствующих сторон от сегментов, занятых расчетным условным сбросом по формулам (61) - (66). Общий расход реки в условном узловом створе будет равен сумме расходов в полученных сегментах в этом створе.

Для определения приведенной (условной) концентрации вещества в сточных водах , , в створе начального смешения напорного или рассеивающего выпуска сточных вод (в сегментах, занимаемых преобразованным рассеивающим сбросом сточных вод в условном створе) использована формула

, (73)

где - концентрация вещества непосредственно выше места напорного или середины рассеивающего выпуска сточных вод в замыкающем створе предыдущего речного участка, ;

- концентрация вещества в напорном или рассеивающем выпуске сточных вод, ;

- кратность начального разбавления сточных вод, полученная по формуле (25).

На заключительном этапе расчета по данным, полученным для узлового створа реки, определение концентраций вещества для каждого нижерасположенного выделенного K-го контрольного створа в пределах i-го участка реки осуществляют по формулам*(5):

а) без учета суммарных коэффициентов скорости самоочищения

; (74)

б) с учетом самоочищения в формуле (74) заменяют параметры на , на и на , которые определяют по формулам (75), (76), (77):

, (75)

, (76)

, (77)

где - концентрация вещества в j-ой вертикали (сегменте) в K-м заданном контрольном створе перед выпуском сточных вод;

- минимальная концентрация вещества в узловом створе из всех имеющихся, ;

- число сегментов в узловом створе, занятых речными водами, поступившими с вышерасположенного участка реки;

- концентрация вещества, поступившего с вышележащего участка реки в n-й сегмент узлового створа, ;

- коэффициент смешения в n-м сегменте узлового створа, связанного с речной водой вышерасположенного участка реки, рассчитанный для j-ой вертикали контрольного створа;

- число сегментов в узловом створе, занятых m-м источником вещества;

- концентрация вещества, поступившего от m-го источника в n-й сегмент узлового створа (в случае рассеивающего выпуска , ;

- коэффициент смешения в n-м сегменте узлового створа, связанного с m-м источником вещества, рассчитанный для j-ой вертикали контрольного створа;

- концентрация вещества, поступившего с вышележащего участка реки в узловой створ, до которой реально может происходить снижение его содержания в воде водотока на речном участке ниже рассматриваемого узлового створа, ;

Примечание - Если на первом i-м участке реки в фоновом створе выделена загрязненная струя, то она рассматривается как сброс сточных вод в узловом створе и соответственно в формуле (74) для нее используются обозначения аналогичные обозначениям в третьем слагаемом этой формулы. Каждый n-й сегмент (исходный точечный источник вещества) в узловом створе будет иметь свое расположение (свою координату считая от левого берега) по ширине реки. Суммарный коэффициент скорости самоочищения для рассматриваемого вещества, пришедшего в контрольный створ с речной водой и с водами источника может иметь различные значения.

- гарантированный суммарный коэффициент скорости самоочищения вещества, поступившего с вышележащего участка реки в узловой створ, 1/сут;

- концентрация вещества, обнаруженного в m-м источнике, до которой реально может происходить снижение его содержания в воде водотока на речном участке ниже этого источника, ;

- гарантированный суммарный коэффициент скорости самоочищения вещества, поступившего со сточными водами m-го источника, 1/сут;

- время перемещения водных масс от местоположения источника вещества до контрольного створа (в формулах (75) - (77) от узлового до контрольного створа), сут.

Гарантированные суммарные коэффициенты скорости самоочищения вещества , следует использовать для расчетов только в том случае, если они получены по данным наблюдений на рассматриваемом водном объекте. Способы определения суммарных коэффициентов скорости самоочищения химических веществ по результатам натурных наблюдений можно найти в [18].

Назначение численных значений параметров , имеет большое значение. Как правило, они должны назначаться в результате анализа качества речных вод на всем рассматриваемом i-м участке и быть ниже или равными концентрации .

Параметр для каждой j-й вертикали в контрольном створе (для n-х условно-точечных выпусков, характеризующих сформировавшееся содержание вещества в реке в узловом створе, - это будет параметр ; для n-х условно-точечных выпусков, характеризующих в узловом створе источник вещества, - это будет параметр ) определяют по формуле

, (78)

где - расход воды в сегменте узлового створа; при наличии откорректированного расхода в сегменте узлового створа параметр заменяют на , ;

- расположение j-й вертикали (центра сегмента) в K-м контрольном створе на расстоянии от левого берега, м;

- расположение середины n-го сегмента в узловом створе (для напорного или рассеивающего сброса - в смещенном новом узловом створе) от левого берега, м;

- поправочный коэффициент для параметра (по умолчанию принимается равным единице);

- средневзвешенное значение коэффициента поперечной дисперсии на участке реки между m-м источником вещества и контрольным створом, ;

- расстояние между узловым створом и K-м контрольным створом, м.

Обязательными условиями использования формул (74), (78) являются следующие:

- если в результате расчета значение оказалось больше максимального из значений или , то приравнивается большему из этих максимальных значений;

- если (без учета суммарных коэффициентов самоочищения)

, (79)

то во всех j-x вертикалях в рассматриваемом K-м контрольном створе (здесь имеется в виду наличие условий практически полного смешения речных и сточных вод)

, (80)

где - максимальная концентрация вещества K-м контрольном створе реки ниже источника вещества в узловом створе;

- концентрация вещества в m-ом источнике;

- число выделенных сегментов на предыдущем перед рассматриваемым узловым створом речном участке.

Во всех случаях, следует принимать, что , если в результате расчетов по формуле (78) будет иметь место условие

. (81)

При расчетах с учетом суммарных коэффициентов самоочищения в формулах (79), (80) следует провести соответствующие замены параметра на , и на согласно формулам (76), (77). В случае наличия измеренного (фактического) значения расхода речной воды в узловом створе выполняют уточняющие расчеты параметра по формуле (52), а параметр заменяют на параметр по формуле (56).

6.5 В случае поступления рассматриваемого химического вещества внутри выделенного i-го участка реки с водами небольшого притока или со сбросом сточных вод с небольшим расходом расчет изменения содержания вещества вниз по течению реки выполняют с учетом следующих условий. Сегменты, образуемые источником вещества, условно размещают в соответствующем месте (створе) русла реки без изменения его параметров. Далее вниз по течению реки для каждого выделенного контрольного створа рассчитывают средневзвешенные характеристики русла реки с учетом длин выделенных подучастков с разными морфометрическими характеристиками согласно формуле (43) (при полном отсутствии выделенных подучастков используются параметры русла реки в верхнем узловом створе рассматриваемого участка).

Примечание - Рассеивающие выпуски сточных вод с небольшим расходом предварительно превращают в условные сосредоточенные сбросы с использованием формул (22) - (32).

Для расчета коэффициентов смешения каждый m-й источник рассматриваемого вещества разбивают на определенное число условно-точечных выпусков (в виде сегментов в русле реки в створе впадения этого источника), общее число которых определяют по формуле

, (82)

где параметры , , являются средневзвешенными значениями в замыкающем створе вышележащего подучастка реки (если таковой выделен) перед сбросом сточных вод (или впадением притока) или значениями, установленными в узловом створе рассматриваемого i-гo участка реки;

- число сегментов в узловом створе рассматриваемого i-го участка реки (для первого участка - число сегментов в фоновом створе, для других участков - число сегментов в соответствующем узловом створе).

Все значения , определяемые по формуле (82), следует округлять до целого числа.

Расстояние в сечении реки от левого берега до середины каждого n-го условно-точечного выпуска вычисляют с использованием следующих формул.

Расстояние от левого берега до середины первого условно-точечного выпуска m-го источника вещества , м, будет равно

, при (83)

где - расстояние от левого берега до m-го источника вещества; при выпуске непосредственно с левого берега , с правого берега - , м (здесь условно принимается, что сброс m-го источника происходит как бы в одну точку сечения реки с последующим расширением загрязненной струи по ширине реки, т.е. загрязненный поток от источника вещества как бы разворачивается на 90 градусов и, если , то 1-й сегмент потока сточных вод условно будет находиться в 1-м сегменте реки у левого берега, а последний, соответственно, в );

- ширина одного сегмента в узловом створе, м, рассчитывается по формуле

; (84)

где - средневзвешенное значение ширины реки выше рассматриваемого источника вещества (если есть такие данные) или ширина реки в верхнем узловом створе этого участка, м;

Если оказалось, что , то принимают

. (85)

Расстояние в сечении реки от левого берега до середины каждого n-го условно-точечного выпуска m-го источника рассматриваемого химического вещества, м, составит

, (86)

где - номер очередного условно-точечного сброса из их общего количества .

Если сброс источника вещества осуществляется в часть сечения реки ближе к правому берегу реки, т.е. в соответствии с условием

, (87)

то расстояние , м, от левого берега до середины первого условно-точечного источника до середины первого условно-точечного m-го источника рассчитывают по формуле

. (88)

Расстояние от левого берега до середины n-го, начиная со второго, условно-точечного выпуска m-го источника, расположенного ближе к правому берегу , м, определяют по формуле (86).

Расход воды в одном условно-точечном выпуске , , m-го источника вычисляют по формуле

. (89)

Примечание - Концентрация вещества в каждом условно-точечном выпуске m-го источника считается одинаковой, равной .

Расчет коэффициента смешения вод m-го источника в K-м контрольном створе в j-ой вертикали на рассматриваемом i-м участке выполняют по формуле

, (90)

где - общее число сегментов, занимаемых m-м небольшим источником рассматриваемого химического вещества в русле реки.

(91)

Примечание - Звездочка у параметров, характеризующих русло реки, обозначает, что они берутся как средневзвешенные с учетом выделенных по морфометрическим характеристикам подучастков реки.

Обязательными условиями использования формулы (91) являются следующие: если , то следует принимать ; если в результате расчета в заданном створе максимальное из всех значений соответствует неравенству

, (92)

то принимается, что для всех значений в этом створе и других нижележащих до очередного узлового створа

. (93)

Используя полученные значения , рассчитывают концентрации вещества в каждой j-й вертикали в K-м контрольном створе , , ниже рассматриваемого m-го источника на основе ранее полученных данных для этих вертикалей в связи с влиянием фонового содержания вещества и влияния сбросов этого вещества от других вышележащих источников по формуле

, (94)

где - концентрация вещества в j-й вертикали в рассматриваемом K-м контрольном створе ниже m-го источника сформировавшаяся за счет влияния фоновой концентрации и суммарно от каждого предыдущего источника вещества на рассматриваемом i-м участке реки, .

Примечание - Предполагается, что ; по умолчанию принимается, что .

Последовательные расчеты концентрации вещества по участкам реки по формулам (44) - (94) приводят к получению искомой концентрации вещества в заданном для пересчета фоновом створе перед рассматриваемым (заданным) выпуском сточных вод, расположенном в соответствии с водностью реки на расстоянии 0,5 или 1 км выше сброса. При наличии в сечении конечного фонового створа отличающихся друг от друга концентраций вещества (наличие струйной зоны) в качестве выбирается максимальная из них.

Примечание - Для расчета и построения продольного профиля изменения концентрации вещества по длине всего выделенного участка реки руководствуются Р 52.24.811.

7 Порядок запросов и ответов об условных фоновых концентрациях химических веществ

7.1 В соответствии с [3] проектная или другая заинтересованная организация, которой для нормирования сброса сточных вод или решения других водохозяйственных вопросов необходимы сведения об условных фоновых концентрациях химических веществ в определенном створе реки или вертикали водоема, может направлять запрос в подведомственное учреждение Росгидромета (ФГБУ "УГМС", ФГБУ "ЦГМС"), расположенное в интересуемом регионе.

7.2 В запросе обязательно указывают:

- название и ведомственная принадлежность запрашивающей организации, ее почтовый адрес;

- причина запроса (проектирование новых или реконструкция существующих очистных сооружений, разработка проекта предельно допустимого сброса сточных вод или нормативов допустимого привноса вещества на водохозяйственный участок реки, перенесение местоположения сброса сточных вод и др.) с указанием наименования организации или предприятия, для которых требуется рассчитать условные фоновые концентрации химических веществ;

- название водотока или водоема и точное местоположение на нем створов или водохозяйственного участка, по которым запрашиваются сведения об условных фоновых концентрациях химических веществ;

- перечень веществ, для которых нужно рассчитать условные фоновые концентрации.

С целью рассмотрения и анализа всей имеющейся исходной информации для расчета условных фоновых концентраций веществ заинтересованные организации могут передать с запросом об условных фоновых концентрациях имеющиеся в их распоряжении собственные результаты гидрохимических наблюдений на рассматриваемом водном объекте с указанием местоположения отбора проб воды и использованных методов химического анализа.

7.3 Расчет условных фоновых концентраций химических веществ в воде водного объекта в подведомственном учреждении Росгидромета (ФГБУ "УГМС", ФГБУ "ЦГМС") выполняют в соответствии с настоящим руководящим документом.

7.4 Сведения об условных фоновых концентрациях химических веществ выдаются в течение месяца со дня получения запроса.

При необходимости проведения дополнительных наблюдений на водном объекте сроки выдачи сведений об условных фоновых концентрациях химических веществ, а также вопросы финансирования организуемых работ согласовываются организацией-заказчиком с соответствующим подразделением Росгидромета.

7.5 Материалы с расчетами условных фоновых концентраций химических веществ для установления соответственно НДС и НДВ рекомендуется оформлять по формам, указанным в приложениях Е, Ж. Представляемые результаты расчета утверждаются начальником ФГБУ "УГМС" или его филиала.

Копии выданных документов сохраняются совместно с запросами потребителей об условных фоновых концентрациях в Гидрометфонде ФГБУ "УГМС" или его филиала в течение десяти лет, материалы, касающиеся установления условных фоновых концентраций химических веществ для НДВ, - в течение 30 лет.

7.6 Запросы и ответы регистрируются в журнале, составленном по форме, указанной в приложении И.

______________________________

*(1) Классификация рек в соответствии с ГОСТ 17.1.1.02-77 "Охрана природы. Гидросфера. Классификация водных объектов".

*(2) Возможные ошибки при таком ориентировочном выделении расхода воды, относимого к контрольной струе, как правило, полностью компенсируются запасом надежности используемых методов расчета смешения и разбавления загрязненных масс воды в реке. Однако при вновь организуемых исследованиях следует иметь в виду, что правомерность отнесения получаемых значений концентраций ко всей выделяемой относительно однородной по химическому составу массе речной воды будет наиболее высока в тех створах, где отбираются усредненные (составные) пробы воды по всему сечению этой выделенной контрольной струи.

*(3) Для растворенного кислорода опорным месяцем является месяц с наименьшим средним значением концентрации вещества, в формуле (21) знак "+" следует заменить на "-".

*(4) Аналогичный подход использован при решении задачи по построению продольного профиля изменения концентраций вещества по длине реки с учетом выделяемых на ней характерных речных участков в Р 52.24.811.

*(5) Данный подход решения задачи по определению изменения концентраций вещества по длине выделяемого участка реки при наличии ряда источников этого вещества использован в Р 52.24.811.

Библиография

[1] Никаноров A.M., Иваник В.М. Словарь-справочник по гидрохимии и качеству вод суши (понятия и определения). - Ростов-на-Дону, 2014. 547 с.

[2] Положение о лицензировании деятельности в области гидрометеорологии и в смежных с ней областях, утвержденное Постановлением Правительства РФ от 30.12.2011 N 1216.

[3] Методика разработки нормативов допустимых сбросов веществ и микроорганизмов в водные объекты для водопользователей (утверждена приказом МПР России от 17.12.2007 N 333. - М., 2007 - 41 с.

[4] Методические указания по разработке нормативов допустимого воздействия на водные объекты (утверждены приказом МПР России от 12.12.2007 N 328. - М., 2007. - 36 с.

[5] Водный кодекс Российской Федерации (принят Государственной Думой 12 апреля 2006 года).

[6] Химмельблау Д. Анализ процессов статистическими методами. - М.: Мир, 1973. - 967 с.

[7] Наставление по службе прогнозов. Раздел 3. Служба гидрологических прогнозов. Ч.1 Прогнозы режима вод суши. - Л.: Гидрометеоиздат, 1962. - 193 с.

[8] Плохинский Г.А. Биометрия. - М.: Изд-во. МГУ, 1970. - 367с.

[9] Уланова Е.С., Сиротенко О.Д. Методы статистического анализа в агрометеорологии. - Л.: Гидрометеоиздат, 1968. - 156 с.

[10] Кондюрина Т.А., Филькин Г.В., Степанов П.М. Распределение концентраций в потоке//Методы системного анализа в управлении водохозяйственными системами. - Новочеркасск, 1979. - С. 149-152.

[11] Кондюрина Т.А., Филькин Г.В. К вопросу о теоретическом решении распространения примеси в потоке//Труды Грузинского с-х. ин-та. - 1981. Т. 12. - С. 96-100.

[12] Филькин Г.В., Медведева Л.Д. Поле концентраций, создаваемое линейным выпуском/Гидрохимический институт. - Новочеркасск, 1985. Деп. в ВИНИТИ, N 3949-85. - 6 с.

[13] Кондюрина Т.А., Филькин Г.В. Математическая модель процессов смешения сточных вод в водотоках//Труды Южгипроводхоза. - Ростов-на-Дону, 1990. - С. 136-140.

[14] Лапшев Н.Н. Расчеты выпусков сточных вод. - М.: Стройиздат, 1977. - 88 с.

[15] Методические основы оценки антропогенного влияния на качество поверхностных вод/Под ред. А.В. Караушева. - Л.: Гидрометеоиздат, 1981. - С. 42-44.

[16] Быков В.Д. Гидрометрия. - Л.: Гидрометеоиздат, 1965. - 275 с.

[17] Справочник проектировщика. Канализация населенных мест и промышленных предприятий. - М.: Стройиздат, 1981. - 638 с.

[18] Справочник по гидрохимии. - Л.: Гидрометеоиздат, 1989. - 391 с.