Ландшафтна екологія (стр. 2 из 5)
t – період від кінця попереднього випадення опадів до початку наступного їх випадення ( опади з ЗР випадають один раз на рік), діб;
- час від кінця першого періоду випадення опадів в році до початку другого періоду випадення опадів цього ж року (опади випадають два періоди часу), діб; 
- час від кінця другого періоду випадення опадів в році до початку першого періоду випадення опадів наступного року (опади випадають два періоди часу), діб.1.2.1 Розрахунок зміни складу ґрунтових вод під впливом забруднюючих речовин у атмосферних опадах
Варіант 1
Забруднені атмосферні (дощові) опади випадають один період у рік. Вихідні дані для розрахунку такі: L=11000 м, V=0,02 м/добу, M=20 м, n=0,3,
=0,8 мг/л, 
=0,4 мг/л, m=0,5; 0,05; 0,005, t=330 діб. Необхідно розрахувати концентрацію ЗР у ҐВ протягом семи років після випадення забруднених атмосферних опадів.За формулою (1.1) визначається концентрація ЗР у ҐВ у перший рік після випадення опадів –
: 
С
=(0,5*0,8+0,3*0,4)/(0,5+0,3)=0,65 мг/л;С
=(0,05*0,8+0,3*0,4)/(0,05+0,3)=0,457 мг/л;С
=(0,005*0,8+0,3*0,4)/(0,005+0,3)=0,407 мг/л.Одержане значення С1 підставляємо до формули (1.2) замість Сі-1 і знаходимо концентрацію ЗР у другий рік після випадення забруднених опадів (С2):
C
={0,5*0,8+(0,3-330*0,02/11000)*0,65+(330*0,02/11000)*0,4}/(0,5+0,3)=0,744 мг/л;С
={0,05*0,8+(0,3-330*0,02/11000)*0,457+(330*0,02/11000)*0,4}/(0,05+0,3)=0,506 мг/л;C
={0,005*0,8+(0,3-330*0,02/11000)*0,407+(330*0,02/11000)*0,4}/(0,005+0,3)=0,413 мг/л.C3={0,5*0,8+(0,3-330*0,02/11000)*0,744+(330*0,02/11000)*0,4}/(0,5+0,3)=0,779 мг/л;
С3={0,05*0,8+(0,3-330*0,02/11000)*0,506+(330*0,02/11000)*0,4}/(0,05+0,3)=0,548 мг/л;
C3={0,005*0,8+(0,3-330*0,02/11000)*0,413+(330*0,02/11000)*0,4}/(0,005+0,3)=0,419 мг/л.
C4={0,5*0,8+(0,3-330*0,02/11000)*0,779+(330*0,02/11000)*0,4}/(0,5+0,3)=0,792 мг/л;
С4={0,05*0,8+(0,3-330*0,02/11000)*0,548+(330*0,02/11000)*0,4}/(0,05+0,3)=0,584 мг/л;
C4={0,005*0,8+(0,3-330*0,02/11000)*0,419+(330*0,02/11000)*0,4}/(0,005+0,3)=0,425 мг/л.
C5={0,5*0,8+(0,3-330*0,02/11000)*0,792+(330*0,02/11000)*0,4}/(0,5+0,3)=0,797 мг/л;
С5={0,05*0,8+(0,3-330*0,02/11000)*0,584+(330*0,02/11000)*0,4}/(0,05+0,3)=0,615 мг/л;
C5={0,005*0,8+(0,3-330*0,02/11000)*0,425+(330*0,02/11000)*0,4}/(0,005+0,3)=0,431 мг/л.
C6={0,5*0,8+(0,3-330*0,02/11000)*0,797+(330*0,02/11000)*0,4}/(0,5+0,3)=0,799 мг/л;
С6={0,05*0,8+(0,3-330*0,02/11000)*0,615+(330*0,02/11000)*0,4}/(0,05+0,3)=0,641 мг/л;
C6={0,005*0,8+(0,3-330*0,02/11000)*0,431+(330*0,02/11000)*0,4}/(0,005+0,3)=0,437 мг/л.
C7={0,5*0,8+(0,3-330*0,02/11000)*0,799+(330*0,02/11000)*0,4}/(0,5+0,3)=0,799 мг/л;
С7={0,05*0,8+(0,3-330*0,02/11000)*0,641+(330*0,02/11000)*0,4}/(0,05+0,3)=0,663 мг/л;
C7={0,005*0,8+(0,3-330*0,02/11000)*0,437+(330*0,02/11000)*0,4}/(0,005+0,3)=0,443 мг/л.
Результати розрахунків подані в таблиці 1.1.
Таблиця 1.1 – Результати розрахунку зміни концентрації ЗР у ҐВ під впливом забруднених атмосферних опадів
| № п.ч. | Концентрація | При m=0,5 | При m=0,05 | При m=0,005 | |||||
| Сі у мг/л | |||||||||
| 1 | С1 | 0,650 | 0,457 | 0,407 | |||||
| 2 | С2 | 0,744 | 0,506 | 0,413 | |||||
| 3 | С3 | 0,779 | 0,548 | 0,419 | |||||
| 4 | С4 | 0,792 | 0,584 | 0,425 | |||||
| 5 | С5 | 0,797 | 0,615 | 0,431 | |||||
| 6 | С6 | 0,799 | 0,641 | 0,437 | |||||
| 7 | С7 | 0,799 | 0,663 | 0,443 | |||||
Також отримані результати можна представити у вигляді діаграми (рисунок 1.1).
Рисунок 1.1 – Діаграма змінени концентрації ЗР у ГВ під впливом забруднених атмосферних опадів
Варіант 2
Забруднені атмосферні (дощові ) опади випадають два періоди на рік (початок першого періоду випадення опадів 1 квітня, їх тривалість 10 діб; початок другого періоду випадення опадів 1 жовтня, їх тривалість 20 діб). Вихідні дані для розрахунків такі: М=10 м, n=0,5,
=0,8 мг/л, =0,2 мг/л, t’=175 доби, t’’=164 діб, m’=0,08, m’’=0,11. Необхідно розрахувати концентрацію ЗР у ҐВ протягом семи років після випадання забруднених атмосферних опадів.За формулою (1.3) визначаємо концентрацію ЗР у ҐВ у перший період часу після випадання опадів у першому році (С’1):
,C1’=(0,08*0,8+0,2*0,5)/(0,08+0,5)=0,283 мг/л.
Після другого періоду випадання забруднених опадів у першому році кількість ЗР у ҐВ (С”1) визначається за формулою (1.4):
,С”1=(0,11*0,8+(0,5-
175*0,02/11000)*0,283+(175*0,02/11000)*0,2)/(0,11+0,5)=0,376 мг/л.
Після першого періоду випадення забруднених опадів у другому році кількість ЗР у ҐВ (С2’) визначається за формулою (1.5):
,C’2=(0,08*0,8+(0,5-164*0,02/11000)*0,376+(164*0,02/11000)*0,2)/(0,08+0,5)=0,434 мг/л.
С”2=(0,11*0,8+(0,5-
175*0,02/11000)*0,434+(175*0,02/11000)*0,2)/(0,11+0,5)=0,500 мг/л.
C’3=(0,08*0,8+(0,5-164*0,02/11000)*0,500+(164*0,02/11000)*0,2)/(0,08+0,5)=0,541 мг/л.
С”3=(0,11*0,8+(0,5-
175*0,02/11000)*0,541+(175*0,02/11000)*0,2)/(0,11+0,5)=0,588 мг/л.
C’4=(0,08*0,8+(0,5-164*0,02/11000)*0,588+(164*0,02/11000)*0,2)/(0,08+0,5)=0,617 мг/л.
С”4=(0,11*0,8+(0,5-
175*0,02/11000)*0,617+(175*0,02/11000)*0,2)/(0,11+0,5)=0,650 мг/л.
’5=(0,08*0,8+(0,5-164*0,02/11000)*0,650+(164*0,02/11000)*0,2)/(0,08+0,5)=0,670 мг/л.
С”5=(0,11*0,8+(0,5-
175*0,02/11000)*0,670+(175*0,02/11000)*0,2)/(0,11+0,5)=0,693 мг/л.
C’6=(0,08*0,8+(0,5-164*0,02/11000)*0,693+(164*0,02/11000)*0,2)/(0,08+0,5)=0,708 мг/л.
С”6=(0,11*0,8+(0,5-
175*0,02/11000)*0,708+(175*0,02/11000)*0,2)/(0,11+0,5)=0,724 мг/л.
C’7=(0,08*0,8+(0,5-164*0,02/11000)*0,724+(164*0,02/11000)*0,2)/(0,08+0,5)=0,734 мг/л.
С”7=(0,11*0,8+(0,5-
175*0,02/11000)*0,734+(175*0,02/11000)*0,2)/(0,11+0,5)=0,746 мг/л.
Результати розрахунків подані в таблиці 1.2.
Таблиця 1.2 – Результати розрахунку зміни концентрації ЗР у ҐВ під впливом забруднених атмосферних опадів
| № п.ч. | Концентрація | При m'=0,08 | При m"=0,11 |
| Сі у мг/л | |||
| 1 | С1 | 0,283 | 0,376 |
| 2 | С2 | 0,434 | 0,500 |
| 3 | С3 | 0,541 | 0,588 |
| 4 | С4 | 0,617 | 0,650 |
| 5 | С5 | 0,670 | 0,693 |
| 6 | С6 | 0,708 | 0,724 |
| 7 | С7 | 0,734 | 0,746 |
Рисунок 1.2 - Діаграма змінени концентрації ЗР у ГВ під впливом забруднених атмосферних опадів
Отримані данні можна представити у вигляді діаграми (рисунок 1.2).
Результати розрахунків, що подані у таблицях, дозволяють зробити деякі висновки щодо впливу забруднених опадів на якість ГВ. При значенні m=0,5 вже на сьомий рік після випадення забруднених опадів концентрація ЗР у ГВ і атмосферних опадах майже не змінилося, тобто ГВ перенасичені ЗР, що інфільтруються разом з атмосферними опадами за порівняно невеликий відрізок часу. Зі зменшенням частки забруднених атмосферних опадів, що інфільтруються (m=0,05), концентрація ЗР у ГВ через сім років досягне лише 0,663 мг/л, а при ще меншій частці забруднених атмосферних опадів, що інфільтруються (m=0,005), концентрація ЗР у ГВ через сім років досягне всього 0,443 мг/л.
Якщо принесення тієї або іншої ЗР у ГВ обумовлене атмосферними опадами, то концентрація цієї речовини у ГВ буде наближатися до концентрації в атмосферних опадах. Тому під впливом забруднених атмосферних опадів при їх постійному випаданні у ГВ накопичуються невластиві їм речовини (СПАР, отрутохімікати, феноли та інше).
2. ОЦІНКА СТУПЕНЯ ЗАХИЩЕНОСТІ ГРУНТОВИХ ВОД ВІД АНТРОПОГЕННОГО ЗАБРУДНЕННЯ
При різних видах антропогенної діяльності відбувається забруднення вод зони аерації (води родючого ґрунту й верховодка) та підгрунтових вод (ґрунтових вод – ГВ). У зв’язку з цим при проектуванні різних інженерних споруд виникає необхідність прогнозування їх можливого впливу на природний стан ГВ, що багато у чому визначається ступенем їх ізольованості від даної поверхні.
2.1 Кількісна оцінка захищеності ґрунтових вод
В основу кількісної оцінки захищеності ГВ від забруднення фільтратом покладене визначення часу(t), за який забруднена вода, що фільтрується з поверхні землі (днища полігону), досягає рівня ГВ. Наближена оцінка величини t може бути виконана за відомою формулою Цункера, яку у спрощеному вигляді для умов однорідного розрізу записують у такому вигляді:
t= (sH/Kф) [m/H-ln (1+m/H)], (2.1)
де Н – висота стовпа забруднених (стічних) вод у межах полігону, м,
Кф – коефіцієнт фільтрації порід зони аерації, м/добу;
m – потужність порід зони аерації,м;
S – нестача насичення порід зони аерації (s=n-nе, де n – пористість, nе – початкова вологість порід зони аерації; оскільки nе звичайно не відома, то при розрахунку замість неї можна використати значення n,тобто формулу (2.1) можна записати у вигляді: