План застройки

 
План застройки

Оросительные системы с использованием сточных вод и животноводческих стоков

Введение

1. Общие положения

2. Требования кподготовке и использованию сточных вод и животноводческих стоков

2.1. Общиетребования

2.2.Требования к химическому составу сточных вод и животноводческих стоков

2.3. Санитарно-гигиенические иветеринарные требования

2.4. Водоохранные требования

3. Выбор земельныхугодий

4. Подборсельскохозяйственных культур и особенности их выращивания

5.Технологические расчеты системы подготовки животноводческих стоков

5.1.Расчет выхода навозных стоков и их влажности

5.2. Определение химического составанавозных стоков

5.3.Расчет системы разделения навозных стоков на фракции

5.4.Расчет концентрации биогенных элементов фракции навозных стоков послеразделения

5.5. Пример технологического расчетасистемы подготовки навозных стоков

6. Технологическиесхемы и режим орошения

7. Оросительная сеть,техника и способы полива

8. Дренаж на ОССВ

9.Инженерно-Профессиональный мероприятия по охране поверхностных вод

10.Биологические сооружения для очистки поверхностного и дренажного стока

10.1.Русловое и инфильтрационное, биоплато

10.2. Каскад каналов-биопрудов

10.3.Каскад интенсивно дренируемых площадок

11. Защита подземныхвод от загрязнения

12. Расчетзагрязнения атмосферного воздуха от мелиоративной системы

Приложения

1. Пример приведения разновременныхзатрат к расчетному году

2.Образец договора о приеме сточных вод на поля орошения

ВВЕДЕНИЕ

Настоящее издание представляет собой пособие к Ведомственным нормамтехнологического проектирования 01-98 «Оросительные системы с использованиемсточных вод и животноводческих стоков» (в дальнейшем — ВНТП), утвержденнымМинистерством сельского хозяйства и продовольствия Российской Федерации исогласованным в Государственном комитете санитарно-эпидемиологического надзораРФ, Государственном комитете РФ по жилищной и строительной политике иГлавгосэкспертизе.

Пособие разработано на основе действующих в Российской Федерациистроительных норм, правил и государственных стандартов, с учетом современныхтребований природоохранного законодательства, в соответствии с новымиэкономическими условиями и структурой управления.

В Пособии отражены современные методики и методические подходы, касающиесявопросов технологического проектирования оросительных систем с использованиемсточных вод и животноводческих стоков. В Пособие также включены справочные иинформационные материалы по различным аспектам сельскохозяйственногоиспользования сточных вод и животноводческих стоков. Особое внимание уделяетсявопросам охраны окружаю щей среды как целостного природного комплекса.

Пособие предназначено работникам проектных организаций, экологическихслужб, органов санитарного государственного надзора, органов охраны рыбныхзапасов и водных ресурсов, мелиоративных и других организаций, занимающихсявопросами использования сточных вод и животноводческих стоков в сельскомхозяйстве.

1.ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

ВНТП устанавливает общие положения, цели, задачи и требованияпроектирования вновь строящихся и реконструируемых оросительных систем сиспользованием подготовленных бытовых, промышленных, смешанных сточных вод иживотноводческих стоков, а также экологические критерии и ограничения всоответствии с природоохранным законодательством Российской Федерации. ВНТПприменяется на территории Российской Федерации:

— органами государственного надзора;

— предприятиями, проектными, эксплуатационными и другимиорганизациями независимо от форм собственности и принадлежности;

— гражданами, занимающимися индивидуальной трудовой деятельностью;

— общественными и иными организациями, включая совместные предприятия сучастием зарубежных партнеров;

— зарубежными физическими или юридическими лицами, занимающимися вопросамиочистки и использования сточных вод и животноводческих стоков, а также охраныприродной среды от загрязнения.

На существующих системах и сооружениях с использованием сточных вод иживотноводческих стоков, запроектированных и построенных в соответствии с ранеедействующими нормативными документами, положения и требования ВНТП применяютсяв случае, когда дальнейшая их эксплуатация приводит к риску безопасности жизнии здоровья людей, а также загрязнения окружающей природной среды. Юридические ифизические лица несут ответственность за нарушение обязательных требований иправильность применения положений ВНТП согласно законодательству РоссийскойФедерации.

Оросительныесистемы с использованием сточных вод и животноводческих стоков (ОССВ)предназначены для почвенной очистки, доочистки и обезвреживания сточных вод иживотноводческих стоков при орошении и удобрении сельскохозяйственных и лесныхугодий. Использование сточных вод и животноводческих стоков на орошение иудобрение является природоохранным и ресурсосберегающим мероприятием,обеспечивающим повышение продуктивности земель и экономию удобрений.

Возможность и целесообразность строительства ОССВ устанавливается настадии обоснования инвестиций на основании анализа социально-экономических иприродных условий; экологической обстановки; долго срочных прогнозов измененияприродной среды в результате антропогенного воздействия; инженерныхтехнико-экономических расчетов, бассейновых и территориальных схем охраны ирационального использования природных ресурсов. ОССВ могут проектироваться каксамостоятельный гидромелиоративный объект или в комплексе с сооружениями очистки(искусственной или естественной), подготовки и использования сточных вод иживотноводческих стоков.

На действующих оросительных системах с природной водой допускаетсяприменение очищенных и подготовленных сточных вод и животноводческих стоковпринадлежащем обосновании и согласовании с органами Государственного надзора,при строгом соблюдении требований ВНТП.

Состав сооружений ОССВ регламентируется СНиП 2.06.03-85 «Мелиоративныесистемы и сооружения». Дополнительно в состав сооружений могут «ходитьследующие объекты:

— сооружения по предварительной подготовке сточных вод (биологическиепруды, отстойники, регулирующие емкости для усреднения расхода и химическогосостава сточных вод и др.);

— накопители очищенных сточных вод, аккумулирующие емкости поверхностных иподземных вод, требуемых для разбавления очищенных сточных вод и подготовленныхживотноводческих стоков и обеспечения расчетного ре жима орошения;

— резервные территории, резервные площадки, буферные площадки и другиесооружения для гарантированного приема и очистки сточных вод в периодынеблагоприятные для орошения;

— буферные пруды, ботанические площадки и другие биоинженерные сооружениядля приема и доочистки поверхностных и дренажных вод и подачи их в оборотнуюсистему на повторное использование или сброса в водоемы;

— система сооружений и оборудования для осуществления эксплуатационногоконтроля (мониторинга) эффективности работы ОССВ и состояния окружающейприродной среды в зоне ее действия.

Для утилизации животноводческих стоков помимо оросительных систем могутприменяться скользящие поля запахивания и (или) скользящие поля запахивания икомпостирования. Для очистки и доочистки сточных вод, поверхностного идренажного стока могут применяться поля поверхностного стока (методом полива посклону).

Порядок разработки, согласования, утверждения и состав проектнойдокументации; исходные данные для проектирования по составу, объему, режимуотведения очищенных сточных вод и подготовленных животноводческих стоковопределяются СНиП11-01-95 «Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения исоставе проектной документации на строительство предприятий, зданий исооружений», а также требованиями и положениями ведомственных документов инормативов. При этом используются отраслевые нормы технологическогопроектирования и водоотведения, опыт аналогичных объектов, фактические данныеконкретных действующих объектов. Дополнительно могут проводитьсяпроектно-изыскательские работы с привлечением специализированных организаций.

Оценка земельного фонда проводится на основе ин формации о состояниипочвенного покрова, гидрогеологических, гидрохимических, гидрологических и др.характеристик территории, а также долгосрочного (не менее 20 лет) прогнозаизменения почвенного покрова в результате строительства и эксплуатацииоросительной системы. Состав, объемы почвенно-мелиоративных изысканий и работопределяются «Почвенными изысканиями для мелиоративного строительства», М.,1985 и Пособием к СНиП2.06.03-85 «Почвенно-мелиоративное обоснование проектов мелиоративногостроительства».

Проект ОССВ должен согласовываться с органами по регулированиюиспользования и охраны вод, охраны рыбных запасов, административными исельскохозяйственными органами, центрами санитарно-эпидемиологического надзора,территориальными геологическими организациями, государственной ветеринарнойслужбой, землепользователями и землевладельцами, органами охраны природы идругими органами государственного надзора и контроля в установленном порядке.

2. ТРЕБОВАНИЯК ПОДГОТОВКЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЮ СТОЧНЫХ ВОД И ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ СТОКОВ

2.1. Общие требования

На ОССВ используются сточные воды и животноводческие стоки,удовлетворяющие требованиям к их химическому и механическому составу,санитарно-гигиеническим и ветеринарным показателям. Использование на орошениеживотноводческих стоков допускается только после предварительной подготовки поотделению механических примесей, гарантирования и дегельминтизации.

Не допускается:

— совместное использование животноводческих стоков с городскими и бытовымисточными водами населенных пунктов;

— использование на ОССВ сточных вод отдельно стоящих предприятий пообработке сырья животного происхождения, мясокомбинатов,лечебно-профилактических учреждений, биофабрик (по производству вакцин,сывороток), предприятий по производству пестицидов, содержащих радионуклиды игальваностоки;

— круглогодовое использование животноводческих сто ков;

-круглогодовое орошение сточными водами па суглинистых почвах среднего итяжелого механического со става, в зонах глубокого (свыше 1,5 м) сезонногопромерзания, а также в зонах вечной мерзлоты.

Совместное использование на орошение животноводческих стоков и очищенныхсточных вод предприятий пищевой промышленности (по производству сахара,крахмалопаточных продуктов, спирта, дрожжей и др.) допускается при согласованиис органами санэпиднадзора.

Орошение очищенными сточными водами и подготовленнымиживотноводческими стоками в различных природных зонах назначается строго всоответствии с показателями мелиоративных режимов этих зон, приведенными втабл.2.1.

Таблица2.1

Основныекритерии мелиоративного режима по природным зонам (по И.П. Айдарову)

Показатели

Природная зона

Лесостепная

Степнаяи сухостепная

Полупустынная

Показатель Монтажники ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖического режима R/a(Ос+Ор)

0,7-0,9

1,0-1,4

0,9-1,5

Пределы регулирования влажностикорнеобитаемого слоя, доли от НВ

0,8-0,9

0,6-0,8

0,7-0,9

Влагообмен между почвой и грунтовымиводами, доли от суммарного испарения Е

0,1

0,02-0,08

<0,1

Пределы регулирования солевого режимапочвы:

почвенный раствор

 

 

 

 

0,10-0,3

3,0

 

0,30-0,50

4,0

состав ППК, %

 

 

 

Na

 

2-3

<10

Mg

 

15

<20

рН

5,0-6,5

6,5-8,0

8,0-8,5

содержание гумуса, %

1,0-2,0

4,0-6,0

2,0-2,5

Пределырегулирования глубины грунтовых вод, м

 

Желателен автоморфный режим, т.е. глубина грунтовых вод больше 5 м

Примечание. R- радиационный баланс деятельной поверхностипочвы, ккал/см2 в год; a(Ос+ Ор) — количество тепла, необходимое для испарения осадков иоросительной воды, ккал/см2 год; НВ — наименьшая влагоемкостьпочвы.

2.2.Требования к химическому составу сточных вод и животноводческих стоков

Оценку химическогосостава очищенных сточных вод и подготовленных животноводческих стоков для орошения иудобрения следует проводить по активности ионов водорода (рН); концентрациитоксичных солей; содержанию одно- и двухвалентных катионов; содержания,основных биогенных элементов (азот, фосфор, калий), микроэлементов, тяжелыхметаллов, органических веществ. При этом необходимо учитывать почвенно-климатическиеусловия (коэффициент влагообеспеченности, емкость почвенного поглощающегокомплекса, запасы гумуса, засоление и осолонцевание почв и др.); режиморошения: гидрогеологические и гидрогеохимические условия (автоморфные,гидроморфные условия, проницаемость грунтов, минерализация грунтовых вод идр.); биологические особенности выращиваемых культур и способы использованияурожая. Основные показатели состава вод и методы химических анализов приведеныв табл.2.2

Таблица2.2

Методы определения химическихвеществ сточных вод и животноводческих стоков

Показатель

Нормативный документ

Номер международного стандарта

Метод определения

Азот аммония

РД 52.24.486-95

ИСО 5664

Перегонка сводяным паром и фотометрическое определение с реактивом Несслера

Азот общий

РД 52.24.364-95

ИСО 11905

Окислениеперсульфатом калия и фотометрическое определение

БПК Взвешенныевещества

РД 52.24.420-95
РД 52.24.468-95

ИСО 5815

Стекляночныйметод Весовой метод

Гидрокарбонаты

РД 52.24.493-95

Титриметрическоеопределение

Железо общее

РД 52.24.377-95

ИСО 6332

Атомно-абсорбционноеопределение

Калий

РД 52.24.391-95

ИСО 9961-3

Пламенно-фотометрическоеопределение

Кальций

РД 52.24.403-95

ИСО 6058

Комплексонометрическоеопределение

Кобальт

РД 52.24.377-95

ИСО 8288

Атомно-абсорбционноеопределение

Магний

РД 52.24.395-95

Комплексонометрическоеопределение

Марганец

РД 52.24.377-95

Атомно-абсорбционноеопределение

Медь

.РД 52.24.377-95

ИСО 8288

Атомно-абсорбционноеопределение

Натрий

РД 52.24.391-95

ИСО 9964-3

Пламенно-фотометрическоеопределение

Нефтепродукты

РД 52.24.476-95

ИК-фотометрическоеопределение

Никель

РД 52.24.377-95

ИСО 8288

Атомно-абсорбционноеопределение

Нитраты

РД 118.02.2-90

ИСО 78-90-3

Фотометрическое ссалициловой кислотой

Нитриты

РД 52.24.381-95

 

Фотометрическоеопределение с реактивом Грисса

рН

РД 52.24.495-95

ИСО 10523

Электрометрическоеопределение

Сульфаты

РД 52.24.483-95

ИСО 9280

Весовой метод

Сухой остаток

РД 118.02.8-88

 

Гравиметрическоеопределение

Фосфор общий

РД 52.24.387-95

 

Окислениеперсульфатом и фотометрическое определение

Хлориды

РД 52.24.407-95

ИСО 9297

Аргентометрическоеопределение

ХПК

РД 52.24.421-95

ИСО 6060

Титриметрическоеопределение

Хром общий

РД 52.24.377-95

Атомно-абсорбционноеопределение

Цинк

РД 52.24.377-95

ИСО 8288

Атомно-абсорбционноеопределение

 

Водородный показатель(рН) сточных вод и животноводческих стоков должен находиться в пределах 6,0-8,5в зависимости от рН почвы (ГОСТ17.4.3.05-85). Поступление растворенных солей со сточными водами не должноприводить к критическому содержанию водно-растворимых солей в почве при годовомзасолении 0,1%, при сезонном засолении 0,25%.

Пригодность воды дляорошения во всех зонах определяется по суммарному содержанию токсичных солейусловием

(2.1)

где С — суммарноесодержание токсичных солей без учета сульфата кальция и солей, содержащих ионыК+, NH4+ иРС43-, мг-экв/л; НВ50 — наименьшаявлагоемкость почвы слоя 0 — 50 см, мм; М — среднемноголетняясредневзвешенная по севообороту оросительная норма, мм; К2000= 2000 — коэффициент, учитывающий НВ50 тяжелосуглинистых почв(200 мм) и допустимую концентрацию суммы токсичных солей 10 мг-экв/л (0,7 г/л)в аридных условиях, мм·мг-экв/л; Р — среднемноголетние годовые осадки,используемые растениями, мм.

Для предотвращенияпроцесса осолонцевания соотношение катионов в поливной воде должносоответствовать следующему требованию

(2.2)

где Na, Ca, Mg — содержание катионов натрия, кальция и магния вполивной воде, мг-экв/л; λ -коэффициент, равный 0,5 для карбонатных и 1 для некарбонатных почв; К200 = 200 — коэффициент,учитывающий HB50 тяжелосуглинистых почв(200 мм), мм·мг-экв/л.

Соотношение катионов Mg:Ca вполивной воде должно быть менее 1,0.

Пример оценки солевого состава поливных вод

Исходные данные

1. Солевой состав смеси (1:5) сточных вод Авдеевского коксохимическогозавода и городских сточных вод после биологической очистки.

Катионы

мг-экв/л

Активность

Анионы

мг-экв/л

Активность

Са2+

5,8

0,405

РО43+

0,3

0,095

Mg2+

4,0

0,450

SO42+

11,5

0,355

NH4+

7,7

0,750

Cl¯

10,4

0,755

K+

0,25

0,755

А1к

7,33

0,770

Na+

11,78

0,775

 

 

 

Примечание. А1к -щелочность, обусловленная анионами органических кислот.

2. НВ50-тяжелосуглинистых черноземных карбонатных почв в слое 0 — 50 см равна 202 мм.

3. Р = 308мм.

4. М = 303 мм.

Гипотетический состав солей, мг-экв/л

NH4MgPO4

0,3

NH4Cl

5,7

CaSO4

5,8

КСl

0,25

MgSO4

3,8

NaCl*

4,45

(NH4)2SO4

1,9

NaAlk*

7,33

* — токсичные соли.

Сумма токсичных солейсоставляет 15,6 мг-экв/л (1 г/л).

Гипотетический составсолей определяют, объединяя катионы и анионы по мере роста их активности.Начинать следует с MgNH4PO4,т.к. эта соль обладает слабой растворимостью в воде. Пригодность по суммарномусодержанию токсичных солей определяется по условию (2.1):

т.е. удовлетворяеттребуемому условию.

Оценка пригодности оросительной воды по опасностиосолонцевания почвы выполняется по условию (2.2):

Заключение: по солевомусоставу вода пригодна для орошения.

Пример предварительной оценки возможности использования воды на орошение варидной зоне

Предварительная оценка пригодности поды для орошениязасоленных почв аридной зоны проводится по номограмме зависимости содержаниясолей в почвенном растворе при предельной полевой влагоемкости (ППВ) отминерализации оросительной воды, интенсивности промывного режима орошения исолеустойчивости сельскохозяйственных культур (рис.2,1).

Например, приминерализации оросительной воды 1,28 г/л и промывном режиме 5% можновозделывать без снижения урожайности только солеустойчивые культуры, порогсолеустойчивости которых превышает концентрацию С =9,6 г/лпочвенного раствора, при ППВ (или при электрической проводимости вытяжкииз насыщенной почвенной пасты равной 6). При промывном режиме орошения 20% итой же минерализации оросительной воды можно возделывать и среднесолеустойчивыекультуры.

Рис.2.1. Зависимостьмежду средней величиной засоления корнеобитаемого слоя (насыщенной пасты),

минерализациейоросительной воды и интенсивностью промывного режима орошения:

d, См/м — электрическая проводимость вытяжки изнасыщенной почвенной пасты; С — почвенный раствор.

Рис.2.2. Оценкавозможности орошения очищенными сточными водами в гидроморфных условиях:

а

промывной режим орошенияинтенсивностью q * = (0,1. ..0,25)Е;

б

промывной режим орошенияинтенсивностью q * = (0,15. . .0,30Е;

q*

-интенсивность промывного режима орошения в долях от Е(испаряемость);

1 — 4

-минерализация оросительных сод, г/л:

 

1 — 1,5; 2 — 1,0; 3 — 0,5; 4 — 0,3.

Предельная минерализацияоросительных вод в гидроморфных условиях определяется в зависимости отгранулометрического состава почв, интенсивности промывного режима орошения (вдолях, от суммарного испарения Е) и минерализации грунтовых вод пономограммам, приведенным на рис.2.2.

Для почв тяжелогомеханического состава при уровне грунтовых вод около 3 м применение для орошениявод с общей минерализацией 0,5 г/л возможно при критической минерализациигрунтовых вол меньше или равной 2…2,5 г/л. Увеличение минерализации грунтовыхвод до 4 г/л требует снижения минерализации оросительной воды до 0,3 г/л.Увеличение интенсивности промывного режима с 0,1 до 0,15 Е практическине меняет соотношение минерализации оросительных и грунтовых вод.

Для почв среднегомеханического состава и при уровне грунтовых вод около 3 м соотношениепредельной минерализации и соответствующей критической минерализации грунтовыхвод (Сп=Сг) при промывном режиме 0,2 Есоставляет 0,3-0,8, 0,5-6 и 1-3 г/л; при промывном режиме 0,25 Е -0,3-9, 0,5-7 и 1-4 г/л.

Для почв легкогомеханического состава с ППК = 5 мг-экв на 100 г при уровне грунтовых вод3 м соотношение предельной минерализации и соответствующей критическойминерализации грунтовых вод (СП=СГ) при промывномрежиме 0,3 Е составляет 0,3-22, 0,5-14, 1-11 и 1,5-7 г/л.

При орошении по дефициту водопотребления допустимая концентрация азота,фосфора и калия в поливной воде определяется по формуле

(2.3)

где Cn,p,k — допустимая концентрация элементов в поливнойводе, мг/л;

В — средневзвешенная по севообороту величина выносаурожаем азота, фосфора или калия, кг/га;

k — коэффициент, учитывающийусвоение элементов питания урожаем: на почвах с низкой обеспеченностью — дляазота 0,5, фосфора и калия 0,8; со средней обеспеченностью для азота 0,6,фосфора и калия 0,85; с высокой обеспеченностью — для азота 0,8, фосфора икалия 0,9.

Вынос биогенных веществ из почвы планируемым урожаем,сроки поливов и внесения удобрений принимаются по данным зональных и областныхсельскохозяйственных и агрохимических учреждений. Ориентировочный выносурожаем азота, фосфора и калия для условий Нечерноземной зоны приведен втабл.2.3.

Таблица2.3

Ориентировочныйвынос азота, фосфора и калия урожаен основных сельскохозяйственных культур (дляНечерноземной зоны)

Культура

Основнаяпродукция

Выносбиогенных вещаств на 1 т основной и побочной| продукции,кг

N0бщ

Р2О5

К2О

Пшеница озимая

Зерно

30

13

25

Пшеница яровая

«

35

12

25

Рожь озимая

«

25

12

26

Ячмень

«

25

11

22

Овес

«

33

14

29

Горох

«

66

16

20

Вика

«

65

14

16

Люпин

«

68

19

47

Кукуруза

Зеленая масса

4

2

5

Подсолнечник

«

5

3

15

Лен-долгунец

Волокно

60

40

70

Конопля

«

200

62

100

Свекла сахарная

Корнеплоды

6

2

8

Свекла кормовая

«

5

2

7

Клевер

Сено

20

6

15

Люцерна

«

26

7

15

Тимофеевка

«

13

6

17

Клевер и тимофеевка

«

19

6

15

Естественные сенокосы

«

17

7

18

Многолетние злаковые травы

Зеленая масса

4

1

5

Примечание. Вынос биогенных веществ из почвы планируемымурожаем уточняется по данным зональных и областных научно-исследовательскихорганизаций, проектных институтов, агрохимлабораторий и др.

При удобрительных поливахконцентрация общего азота в стоках не должна превышать, мг/л: для кукурузы,подсолнечника, сорго 2000; многолетних трав первого года 1000, второго ипоследующих лет использования 1500; для зерновых культур 1300.

При удобрительных поливахпри совместном использовании других источников воды для орошения оценкасолевого состава проводится по условиям (2.1)и (2.2) по средневзвешеннойконцентрации солей и суммарной годовой норме поливных вод.

Сточные воды иживотноводческие стоки, содержащие микроэлементы, в том числе тяжелые металлы,в количествах, не превышающих ПДК для воды хозяйственно-питьевого назначения,могут использоваться для орошения без ограничений.

Допустимая концентрациятяжелых металлов в поливной воде устанавливается по формуле

(2.4)

где: Сдоп -допустимая концентрация тяжелого металла в поливной воде, мг/л; ПДК — предельнодопустимая концентрация тяжелого металла для воды хозяйственно-питьевоговодопользования (табл.2.4),мг/л.

Допустимая концентрацияорганических веществ в подготовленных животноводческих стоках и очищенныхсточных водах определяется на основе исследований в полевых опытах с учетомстепени их воздействия на микробиологическую активность почвы, а также на рост,развитие и качество орошаемых культур (ГОСТ17.4.3.05-85).

При использовании очищенных сточных вод иподготовленных животноводческих стоков на орошение сельскохозяйственных угодийвеличина биологической потребности кислорода (БПК) не лимитируется.

Таблица 2.4

Предельно-допустимыеконцентрации (ПДК) тяжелых металлов и микроэлементов в водехозяйственно-питьевого водопользования

Тяжелыеметаллы и микроэлементы

ПДК, мг/л

Тяжелыеметаллы и микроэлементы

ПДК, мг/л

Барий

Ва

0,1

Молибден

Мо

0,25

Бериллий

Be

0,0002

Мышьяк

As

0,05

Бор

В

0,5

Никель

Ni

0,1

Бром

Вг

0,2

Ртуть

Hg

0,0005

Ванадий

V

0,1

Свинец

Pb

0,03

Висмут

Вi

0,1

Селен

Se

0,001

Вольфрам

W

0,05

Стронций

Sr

7,0

К адмий

Cd

0,001

Фтор

F

1,0

Кобальт

Со

0,1

Хром

Cr

0,6

Литий

Li

0,03

Цинк

Zn

1,0

Медь

Сu

1,0

 

 

 

Для предварительногоопределения допустимого суммарного содержания токсичных, в том числе иорганических, веществ проводится биотестирование на проращивание семянсельскохозяйственных культур.

Тест на проращиваниесемян

Для эксперимента 30 или50 штук семян белой горчицы* (sinapis alba) укладывают равномерно нафильтровальную бумагу в чашки Петри диаметром 10 см. (Сводный докладстран-членов СЭВ по теме 7.03.05 — Будапешт, 1975). Перед использованием чашкиПетри необходимо стерилизовать в автоклаве при 2 атм в течение 10 мин. или вкипящей воде 30 мин.

В каждую чашку Петриналивают по 5 мл исследуемой и чистой (контрольной) воды. Повторность4-8-кратная. Уровень жидкости в чашках должен быть чуть ниже поверхности семян.Чашки покрывают и помещают в термостат при температуре 20°С. При отсутствиитермостата эксперимент возможен в комнатных условиях, но тогда из-за колебанийтемпературы затрудняется сопоставление результатов, получаемых в разное время.

Эксперимент заканчиваетсячерез 72 час. Измеряют длину проросших корней, исключая пять наименьшихзначений.

Если семена в исследуемойводе вообще не проросли или же длина их корней по сравнению с контрольнымисеменами меньше 70%, то данная вода не пригодна для орошения. Порог 70%обосновывается тем, что почва благодаря сорбционной способности будет снижатьтормозящие свойства исследуемой воды.

При длине корней в опытесвыше 120% от контроля предполагается, что иода содержит стимулирующиевещества.

Количество, размерывзвешенных частиц и механических включений, содержащихся в очищенных сточныхподах и подготовленных животноводческих стоках, должны соответствоватьтехническим требованиям насосов, трубопроводов и поливной техники.

Содержание взвешенныхвеществ в подготовленных животноводческих стоках комплексов КРС должно быть неболее 4%, свинокомплексов — не более 2%. Также в них не должны содержатьсятвердые и длинноволокнистые включения размером более 10 мм, а при применениидождевальных машин с гидроприводом — более 2 мм. При использовании центробежныхнасосов типа «Д» для транспортировки подготовленных стоков твердые включения должныбыть размером не более 5 мм.

*Тест на проращивание можно провести с семенами другихрастений

2.3. Санитарно-гигиенические и ВЕТЕРИНАРНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

Санитарно-гигиеническая и ветеринарно-санитарнаяоценка качества сточных вод, используемых для орошения, проводится помикробиологическим и паразитологическим показателям, приведенным ниже.

Допустимоесодержание в 1 дм3:

Число ЛПК (лактозоположительные кишечные палочки)

<10000

Патогенныемикроорганизмы (по эпидпоказателям)

-отсутствуют

Жизнеспособныецисты кишечных простейших (дизентирийная амеба, лямблии)

<1

Жизнеспособныеяйца гельминтов (аскориды, власоглава, острицы, токсакар, фасциолы, тенниид,карликового цепня)

<1

В случае несоответствиякачества сточных вод этим показателям, или при потенциальной контаминациисточных вод возбудителями инвазионных болезнен в целях профилактики зараженияживотных возбудителями паразитарных болезней следует растительную массупереработать в виде сенажа, силоса, травяной муки и концентратов, а затемиспользовать в корм животным.

Для обеспечениядопустимых параметров сточные воды городов и крупных населенных пунктов передорошением должны подвергаться биологической очистке в искусственных илиестественных условиях согласно СанПиН 2.1.7.573-96 «Гигиенические требования киспользованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения» и СНиП 2.04.03-85«Канализация. Наружные сети и сооружения», а также «Рекомендациям но устройствубиологических оксидационных контактных, стабилизационных (БОКС) прудов длянебольших населенных пунктов», М., 1987.

При суточном объеместочных вод до 10000 м, а в III и IV климатических районах страны* до 50000 м иотсутствии сооружений искусственной биологической очистки допускаетсяподготовка их на сооружениях механической очистки с последующей доочисткой вбиологических прудах или в системе прудов-накопителей.

Сточные воды предприятийпищевой промышленности (заводов по производству сахара, дрожжей, по переработкеовощей, фруктов, молока) допускается использовать для орошения и разбавленияживотноводческих стоков после прохождения сооружений механической очистки.Животноводческие стоки допускается использовать на орошение последегельминтизации в системе подготовки, шестисуточного гарантирования приусловии, если за указанный период на комплексе не будет зарегистрированоинфекционных заболеваний животных. При возникновении инфекционных заболеванийживотных на комплексе стоки должны быть обеззаражены в соответствии с требованиямиОНТП 17-86, затем использованы по принятой технологии.

При выращивании на ОССВкормовых культур необходимо соблюдение соответствующих требований пообеспечению качества кормовой продукции. Содержание нитратов в кормах не должнопревышать максимально допустимый уровень (МДУ), утвержденный ГлавветуправлениемСССР 26.03.91 и приведенный в табл.2.5.

Таблица2.5

Максимальнодопустимый уровень содержания нитратов и нитритов в кормах длясельскохозяйственных животных, мг/кг сырого продукта

Вид корма или сырья

Нитраты

Нитриты

Зернофураж ипродукты переработки зерна

300

10

Травяная мука

2000

10

Хвойная мука

1000

10

Грубые корма(сено, солома)

1000

10

Зеленые корма

500

10

Силос (сенаж)

500

10

Свекла кормовая

2000

10

*Климатические районы страны по СНиП2.08.01-89 «Жилые здания».

2.4. Водоохранные требования

Поверхностный сток идренажные воды, поступающие в водные объекты с ОССВ, должны соответствоватьтребованиям СанПиН4630-88 «Правила охраны поверхностных вод от загрязнения», устанавливающимпредельно допустимые концентрации вредных веществ в воде объектовхозяйственно-питьевого и рыбохозяйственного назначения.

Между границей ОССВ иводными объектами должна предусматриваться водоохранная зона, ширина которойустанавливается в соответствии с «Положением о водоохранных зонах водныхобъектов и их прибрежных защитных полосах», утвержденным ПостановлениемПравительства РФ от 26.11.96 г. №1404.

В водоохранной зоне отуреза меженного уровня йоды следует выделять прибрежные водоохранные полосы,ширина которых принимается для рек длиной до 50 км — не менее 20 м; от 50 до100 км — около 50 м; от 100 до 300 км — около 100 м.

Прибрежная полоса вводоохранной зоне для фиксации берега и задержания смываемых почвогрунтовзасаживается в русловой полосе водоустойчивыми породами кустарников и деревьев,в прирусловой части засевается многолетними травами.

Прямой сброс сточных води животноводческих стоков из навозохранилищ, накопителей и с территорий ОССВ иживотноводческих комплексов в водоемы и водотоки не допускается.

3. ВЫБОР ЗЕМЕЛЬНЫХ УГОДИЙ

Выбор земельных угодийдля устройства ОССВ проводится согласно СНиП 2.06.03-85, СанПиН 2.1.7.573-96, ВНТП, а также всоответствии с общепринятыми в мелиорации требованиями к рельефу и глубинезалегания грунтовых вод. При выборе площадей под сооружения по подготовкесточных вод (прудов-накопителей, биологических прудов, регулирующих емкостей идр.) необходимо учитывать требования СНиП 2.04.03-85.

При выборе участков дляорошения сточными водами и животноводческими стоками необходимо учитыватьусловия защищенности подземных вод, наличие на рассматриваемой территориидействующих и проектируемых водозаборов подземных и поверхностных вод,перспективы развития канализации населенных пунктов или промышленных объектов;намечаемую технологическую схему использования сточных вод, необходимый составосновных сооружений, выращиваемые культуры; зоны рекреации и санитарной охраныводных объектов, населенных мест, промышленных предприятий, автомобильныхдорог, наличие особо охраняемых природных территорий.

Строительство ОССВ недопускается:

— на территории первого ивторого поясов зоны санитарной охраны водоисточников централизованногохозяйственно-питьевого водоснабжения и источников минеральных вод;

— на территориях,расположенных в пределах области питания действующих и проектируемыхводозаборов, эксплуатирующих незащищенные водоносные горизонты, залегающие близкоот поверхности;

— на территории с выходомна поверхность трещиноватых и карстующих пород, а также песчаныхгравийно-галечных отложений, не перекрытых водоупорным слоем;

— в пределах округасанитарной охраны курортов;

— в границах водоохранныхи санитарных зон поверхностных водных объектов;

— на территории с сильнорасчлененным рельефом, сильной каменистостью и завалуненностью, выходамиплотных слабовыветрилых пород; на почвах с близким подстилающим слоем (впределах первого полуметра) третичных засоленных глин, а также сильнозасоленных и солонцеватых почвах.

Границу второго итретьего поясов зоны санитарной охраны подземного источника водоснабжения(водозаборных скважин) и границу ОССВ определяют с учетом требований СНиП 2.04.03-85.

Между внешними границамиземельных участков ОССВ и населенными пунктами, производственными зданиями,транспортными магистралями необходимо предусматривать санитарно-защитные зоны всоответствии с санитарными правилами и нормами (табл.3.1).

Величинасанитарно-защитных зон ОССВ и сооружений, расположенных на ней (накопители,биологические пруды, регулирующие водоемы и т.д.), уточняется расчетами сучетом фоновых концентраций вредных веществ в атмосфере. При этом содержаниезагрязняющих веществ не должно превышать предельно допустимых концентраций ввоздухе или ориентировочного безопасного уровня воздействия (ОБУВ),установленных Минздравом РФ (список ПДК загрязняющих веществ в атмосферномвоздухе населенных мест №3086-84 и дополнений к нему; список ОБУВ №4414-87 и дополнений к нему). При этом учитывается эффект суммации веществсогласно ОНД-86.

Таблица3.1.

Ширинасанитарно-защитной зоны при различных способах полива,м

Способы и техника полива

Расстояние

От жилой застройки

От железных и автомобильных дорог общей сети и внутрихозяйственных дорог (кроме дорог категории III-С)

От производственных зданий и животноводческих помещений

Сточные воды

Дождевание:

 

 

 

Дальнеструйнымидождевальными установками

500

100

300

Среднеструйнымидождевальными машинами и аппаратами

300

100

200

Короткоструйнымидождевальными машинами и аппаратами

200

100

200

Поверхностныеполивы

150

100

100

Внутрипочвенноеорошение

100

25

100

Животноводческиестоки

Дождевание:

 

 

 

Среднеструйными идальнеструйными дождевальными машинами и аппаратами

200

200

200

Короткоструйнымидождевальными машинами

100

100

100

Полив по полосам ичекам

100

50

60

Полив по бороздами при вспашке

60

25

60

Размер санитарно-защитной зоны уточняется расчетами рассеиваниязагрязняющих веществ (с применением ЭВМ по программам, утвержденным вустановленном порядке) в соответствии с п.8.6 «Методики расчета концентраций ватмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий», М.:Госкомгидромет, 1987 и ОНД-86. ПДК вредных веществ в атмосферном воздухеприведены в табл.3.2.

Таблица3.2

Предельно-допустимыеконцентрации вредных веществ в воздухе

Вредное вещество

Предельно допустимые концентрациимаксимально разовые (мг/м3) для

Населенных мест

Растений

Биосреды

Диоксид серы S2O

0,5

0,02

0,02

Диоксид азота NО2

0,085

0,02

0,02

Оксид углерода СО

3,0

4,0

3,0

Аммиак

0,2

0,05

0,05

Хлор

0,1

0,025

0,025

Метилмеркаптан

9,0·10-6

Сероводород

0,008

0,02

0,008

Метанол

1,0

0,2

0,2

Бензол

1,5

0,1

0,1

Формальдегид

0,035

0,02

0,02

Циклогексан

1,4

0,2

0,2

Пары H2SO4

0,3

0,1

0,1

ОССВ необходимо размещатьна земельных угодьях с естественной геологической защищенностью подземных водот инфильтрационного загрязнения основными ингредиентами сточных вод иживотноводческих стоков при соблюдении проектных норм их нагрузки на единицуорошаемой площади. Критерии защищенности подземных вод регламентированы СНиП2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения».

Прогнозную оценку икартирование естественной защищенности подземных вод от загрязнения сточнымиводами и животноводческими стоками следует выполнять согласно «Положению обохране подземных вод» Мингео СССР, 1985 г. и действующим региональнымметодикам, разработанным ВСЕГИНГЕО, ВНИИГиМ, МГУП и др.

Потребная площадь ОССВопределяется по расчетному годовому объему использования сточных под исредневзвешенной по севообороту оросительной норме, которая назначается: приустройстве накопителя многолетнего регулирования по средней оросительной нормеза ретроспективный ряд в пределах 20 лет (при 50% обеспеченности);

при устройстве сезонногонакопителя по норме расчетного среднесухого года (75% обеспеченности).

На стадии предпроектныхпроработок ориентировочную потребную площадь F (га) для использования животноводческих стоковдопускается определять по формуле

(3.1)

где Q — годовой объем животноводческих стоков, м3;

М — средневзвешенная норма внесения стоков, м3/га.

При наличии достаточнойплощади ирригационного фонда и водных ресурсов, пригодных для орошения игарантирующих расчетный объем водопотребления, при соответствующемтехнико-экономическом обосновании допускается увеличение расчетной площади ОССВс целью удовлетворения 50-75 % потребности растений в удобрениях за счетвнесения животноводческих стоков, остальное — за счет внесения минеральныхудобрений

Ориентировочные показатели для предпроектныхразработок приведены в табл.3.3 (химический состав животноводческих стоковдействующих комплексов) и в табл.3.4 (ориентировочные площади для использованияживотноводческих стоков при различных дозах внесения азота, фосфора, калия).

Таблица3.3

Химическийсостав животноводческих стоков действующих комплексов*

Показатели

Свинокомплекс

Комплекс КРС

рН

7,7

7,6

Влажность, %

99,6

99,1

Взвешенныевещества, мг/л

1830

4000

Растворенныевещества, мг/л

2370

5200

Общие минеральныепримеси, мг/л

1300

2600

Азот общий, мг/л

480

660

Азот аммиачный,мг/л

350

380

Азоторганический, мг/л

130

230

Фосфор (Р2О5),мг/л

140

200

Калий (К2О),мг/л

290

650

Кальций, мг/л

110

330

Магний, мг/л

80

260

Натрий, мг/л

200

500

Хлор, мг/л

280

720

Сульфаты, мг/л

170

420

ХПК, мгО2/л

3400

9250

N:Р:К

3,4:1:2,1

3,3:1:3,3

*В таблице приведенусредненный химический состав животноводческих стоков 9 свиноводческихкомплексов и 15 комплексов КРС.

Таблица3.4

Ориентировочныеплощади (га) для использования животноводческих стоков при различных дозахвнесения азота, фосфора, калия (на кормовых севооборотах)

Тип и размер комплексов

Нормы при внесении азота, фосфора и калия (N:Р:К), кг/га

200:100:200*

300:150:300*

200:100:200**

300:150:300**

Свиноводческий

 

 

 

 

12 тыс.голов,откорм

270

180

230

155

12 тыс.голов,выращивание и откорм

330

220

280

190

24 тыс.голов,откорм

440

290

370

250

24 тыс.голов,выращивание и откорм

660

440

560

375

12 тыс.голов,производство и выращивание поросят

235

160

200

135

54 тыс.голов,выращивание и откорм (механическое разделение)

1535

1025

1300

870

54 тыс.голов,выращивание и откорм (биологическая очистка)

570

380

545

365

108 тыс.голов,выращивание и откорм (механическое разделение)

3070

2045

2610

1740

108 тыс.голов,выращивание и откорм (биологическая очистка)

1130

755

1090

725

КРС(выращивание нетелей)

 

 

 

 

3 тыс.скотомест

350

235

315

210

6 тыс.скотомест

700

580

630

420

КРС(производство говядины)

 

 

 

 

3 тыс.голов

510

340

460

305

5 тыс.голов

860

570

770

515

10 тыс.голов

1700

1140

1540

1030

20 тыс.голов

3420

2280

3080

2060

КРС(производство молока)

 

 

 

 

1200 коров

490

330

450

300

1600 коров

650

440

560

390

2000 коров

810

540

730

490

*Без учета потерь биогенных элементов при хранении.

**С учетом потерьбиогенных элементов при 6-ти месячном хранении в накопителях.

4. ПОДБОР СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР И ОСОБЕННОСТИ ИХ ВЫРАЩИВАНИЯ

При подборесельскохозяйственных культур, технологии их выращивания и использования следуетруководствоваться требованиями зональных систем орошаемого земледелия и рекомендациямирегиональных сельскохозяйственных научно-исследовательских учреждений с учетомконкретных направлений сельскохозяйственного производства, видаживотноводческого комплекса, требований ВНТП.

Сельскохозяйственныекультуры на ОССВ имеют решающее экологическое значение. Величина и качествоурожая являются показателями состояния плодородия почв и эффективностипочвенной очистки поливных вод. В связи с этим на ОССВ следует выращиватьсельскохозяйственные культуры, которые характеризуются:

— высоким водопотреблениеми выносом биогенных веществ с урожаем для обеспечения высокой степени очистки идоочистки сточных вод и животноводческих стоков;

— способностьюобеспечивать стабильный высокий урожай биомассы;

— возможностью применениямаксимальной механизации работ по уходу и уборке урожая.

В соответствии ссанитарно-гигиеническими и ветеринарными требованиями на ОССВ разрешаетсявыращивать Профессиональный культуры, зерновые на фураж, кормовые (кроме корнеплодовна кормовые цели), древесно-кустарниковые. Выращивание плодовых кустарниковыхкультур согласовывается с местными службами государственного комитета посанитарно-эпидемиологическому надзору с учетом санитарного качества сточных вод исанитарно-эпидемиологического состояния конкретного объекта.

Переченьосновных сельскохозяйственных культур, выращиваемых на ОССВ

Кормовыекультуры

1.Многолетние травы. Основу травостоя составляютзлаковые травы: кострец безостый, тимофеевка луговая, мятлик луговой, ежасборная, овсяница луговая и тростниковидная, двухкисточник тростниковидный. Избобовых трав — люцерна синяя, клевер красный, клевер белый, лядвенец рогатый,донник белый и др. Состав травосмесей подбирается с учетом типа почвы,применяемого режима орошениями способа использования урожая.

2. Однолетние травы, посеянныекак в чистом виде, так и в смеси со злаковыми: вико-овсяная смесь,горохово-овсяная смесь, райграсс однолетний, рапс, сорго, суданская трава,амарант и др.

3. Силосные культуры.Зеленая масса однолетних и многолетних трав, кукуруза, подсолнечник, кормоваякапуста.

4. Зерновые изернобобовые: ячмень, овес, пшеница, кукуруза, горох, вика, соя.

Профессиональный культуры

Хлопок, конопля, хмель.

Древесно-кустарпиковыекультуры

Районированные сортадревесно-кустарниковых пород, предназначенные для создания лесополос,питомников, плантаций для интенсивного производства прута, древесины.

Культуры сидератов

Люпин однолетний,сераделла, редька масличная (хорошая фито-санитарная культура).

При организацииинтенсивных кормовых севооборотов рекомендуется применять промежуточные,пожнивные и уплотненные посевы. Примерные схемы кормовых севооборотов приведеныв табл.4.1.

Таблица4.1

Примерные схемы кормовыхсевооборотов*

Зона, почвы

Схемы севооборотов

Нечерноземная,дерново-подзолистые

1 — однолетниетравы + многолетние злаковые травы; 2-5 — многолетние травы; 6 — озимые назеленый корм + поукосные; 7 — зерновые + пожнивные

 

1 — однолетниетравы + многолетние бобовые или бобово-злаковые травы; 2-4 — многолетниетравы; 5 — озимые зерновые + пожнивные; 6 — силосные; 7 —корнеплоды

 

1 — однолетниетравы + многолетние злаковые травы; 2-6 — многолетние травы

Нечерноземная,серые лесные

1 — однолетниетравы + клевер + тимофеевка; 2-3 -многолетние травы; 4 — озимые зерновые +пожнивные; 5 — корнеплоды

 

1 — однолетниетравы + люцерна; 2-4 — люцерна; 5 -озимые зерновые + пожнивные; 6 — силосные

 

1 — однолетниетравы + многолетние злаковые травы; 2-5 — многолетние травы; 6 — озимые назеленый корм + поукосные; 7 — силосные

Центральночерноземная,черноземы

1 — однолетниетравы + многолетние травосмеси; 2-5 — многолетние травосмеси; 6 — озимая рожьна зеленый корм + поукосные (горох + овес + подсолнечник); 7 — кукуруза насилос

 

1 -горохо-овсяная смесь + многолетние бобово-злаковые травы; 2-6 — многолетниетравы; 7 — кукуруза на силос; 8 — корнеплоды

 

1 -горохо-овсяная смесь + многолетние травы; 2-6 -многолетние травы; 7 -горохо-овсяная смесь на зеленый корм; 8 — озимые на зеленый корм + пи-укосные(кукуруза в смеси с суданской трапом или рапс); 9 — корнеплоды; 10 — кукурузана силос

Поволжье,каштановые

1 — горох назерно; 2 — озимая пшеница + пожнивные 3 — кукуруза + соя; 4 — ячмень +люцерна; 5-7 -люцерна; 8 — озимая пшеница + пожнивные

 

1 — горох назерно; 2 — озимая пшеница; 3 — овес; 4 -ячмень; 5 — кукуруза; 6 — ячмень; 7 -горох; 8 — озимая пшеница + пожнивные; 9 -ячмень (для свиноводческиххозяйств)

Северный Кавказ

1-3 — люцерна; 4- озимая пшеница + пожнивные; 5 -корнеплоды; 6 — однолетние травы; 7 — озимыена зеленый корм + кукуруза; 8 — яровые зерновые + люцерна

 

1 -горохо-овсяная смесь + люцерна; 2-4 — люцерна; 5 — озимый ячмень; 6 • соя илигорох на зерно; 7 — суданская трава

 

1 -тритикале созимой викой + поукосные после экспарцета; 2-3 — экспарцет + озимый ячмень +пожнивный посев кукурузы; 5 — корнеплоды; 6 — суданская трава; 7 — кукуруза +соя на силос

Сибирь (тайга иподтайга)

1 -бобово-освяная смесь; 2 — озимая рожь на зеленый корм или рапс; 3 -бобово-овсяная смесь + клевер; 4-5 — клевер

Сибирь (лесостепьи степь)

1 -горохо(вико)-овсяная смесь + летний посев люцерны; 2-4 — люцерна; 5 — ячменьили овес

 

1 -горохо-овсяная смесь + донник; 2 — донник; 3 -корнеплоды; 4 — суданская траваили просо на кopм 5 — горохо-овсяная смесь + многолетние бобово-злаковыетравы; 6-8 — многолетние травы

Дальний Восток(южная зона)

1 -горохо-овсяная смесь; 2 — кормовые корнеплод: 3 — ячмень или овес; 4-5 -многолетние травы (люцерна, кострец); 6 — кормовые корнеплоды

ДальнийВосток (центральная зона)

1 — ячмень +многолетние травы (клевер, тимофеевка); 2-3 — многолетние травы; 4 — кормовыекорнеплоды; 5 — кукуруза с соей

ДальнийВосток (северная зона)

1- овес назеленый корм + многолетние травы (клевер, тимофеевка, овсяница); 2-6 -многолетние травы; 7 — озимая рожь; 8 — турнепс; 9 — горохо-овсяная смесь

 

1 — однолетниетравы + многолетние травы: 2-4 -многолетние травы; 5 — подсолнечник + горохна силос

Сахалинскаяобласть

1 -бобово-овсяная смесь + многолетние травы; 2-A — многолетние травы; 5 — силосные культуры

*См. Справочник«Интенсивные технологии производства кормов», М.: Агропромиздат, 1991.

При использованииживотноводческих стоков комплексов и ферм крупного рогатого скота в структурепосевных площадей кормовых севооборотов ведущей культурой должны бытьмноголетние, особенно злаковые травы, как основной источник для получениягрубых кормов, сена, сенажа, силоса, травяной муки. При подборе видов икомпонентов травосмесей следует учитывать сбалансированность кормов по основнымэлементам питания и обеспечение равномерного в течение вегетации выхода зеленоймассы.

Для обеспечения кормамикомплексов по выращиванию и откорму свиней рекомендуется использовать всевооборотах зерновые на фураж. При этом площадь OCСВ увеличивается на 30-40% в связи с низкимвыносом зерновыми биогенных элементов. На землях, орошаемых сточными водами,следует выращивать культуры, которые характеризуются положительной реакцией навневегетационные, в том числе и зимние поливы при круглогодовом орошении;устойчивостью по отношению к временному затоплению при поверхностных поливах.

Видовой и сортовой составмноголетних трав подбирается с учетом районирования, реакции их навневегетационные поливы при круглогодовом орошении, типа почв, хозяйственногоиспользования или товарного производства семян. Длительность использованиятравостоя многолетних злаковых трав рекомендуется в 6-7 лет.

Характеристикаотдельных многолетних трав, отзывчивых на орошение сточными водами в условияхНечерноземной зоны

Для созданиявысокопродуктивных травостоев подбирают виды и сорта многолетних трав с учетомих районирования, отзывчивости на полипы сточными водами, влагоустойчивости приповышенной влажности почвы и затоплении, реакции на вневегетационные поливы, атакже типа почв и рельефа участка. Важно учитывать целевое назначениеиспользования травостоя: многоукосное использование, семена, пастбище и др.

Ниже приведенахарактеристика основных многолетних трав, составляющих травостои, орошаемыесточными водами.

Кострец безостый прекраснореагирует на полив сточными водами, при этом увеличивается облиственность иколичество вегетативных побегов. В фазе цветения достигает высоты 140-150 см.Является ведущей перспективной культурой на полях круглогодового орошения.Может выдерживать длительное весеннее затопление, на легких почвах выдерживаетбольшие оросительные нормы до 6000-7000 м3/га. Хорошо переноситвневегетационные, в том числе и зимние поливы сточными водами. Содержание втравостое — длительное (более 10 лет). Пригоден к многоукосному использованию.

Тимофеевка луговая хорошоотзывается на орошение сточными водами, выносит зимние поливы. Прикруглогодовом орошении сточными водами достигает высокой продуктивности (до 100ц/га сухого вещества), в травостое удерживается свыше 7 лет.

Мятлик луговой. Приорошении сточными водами повышается интенсивность отрастания. Хорошо выноситвневегетационные, в том числе и зимние поливы. В травостое держится длительноевремя, однако по продуктивности зеленой массы уступает другим злаковым травам.

Лисохвост луговой отзывчивна полив сточными водами, устойчив при зимнем поливе. Отличается более раннимотрастанием, в травосмеси удерживается свыше 6-7 лет.

Овсяница луговая хорошореагирует на вегетационные полипы сточными водами. Зимние поливы переноситхуже, продуктивность при этом ниже, чем у тимофеевки луговой, кострецабезостого, лисохвоста лугового.

Полевица белая хорошореагирует на вегетационные поливы. Зимние поливы сточной водой переносит хуже.

Двухкисточниктростниковидный выдерживаетдлительное затопление. Отличается быстрым ростом и дает ранний зеленый корм,затем быстро грубеет. При орошении сточными водами резко увеличиваетурожай, хорошо переносит зимние поливы. Целесообразно высевать на затопленныхместах, на резервных площадках, где преобладают высокие оросительные нормы.

Клевер белый — важнейшеебобовое пастбищное растение, дает высококачественный корм, хорошо отрастаетпосле стравливания, устойчив к вытаптыванию. Очень хорошо отзывается наорошение сточными водами, переносит зимние поливы. При круглогодовом орошении исенокосно-пастбищном использовании сохраняется в травостое более 10 лет.Выносит затопление, зимостоек.

Лядвенец рогатый имеетвысокие кормовые качества, отличается отавностыо и считается ценным пастбищными сенокосным растением. Выносит недлительное затопление до 10 дней. Хорошореагирует на вегетационное орошение сточными водами.

При укосном использованиизеленой массы в травосмеси рекомендуется включать больше быстрорастущихверховых злаков: кострец безостый, тимофеевку луговую, лисохвост луговой,овсяницу луговую, ежу сборную, а из бобовых — люцерну. Высокую продуктивностьдают и посевы трав в чистом виде таких, как кострец безостый, ежа сборная,двухкисточник тростниковидный, овсяница тростниковидная и др. Проектнуюурожайность сельскохозяйственных культур определяют:

— методомпрограммирования урожаев;

— по рекомендациямзональных научно-исследовательских организаций;

— по местному опытуорошаемого земледелия, при этом урожай культур на ОССВ должен быть на 16-20%больше средней урожайности (за последние 5 лет) на орошаемых природной водойземлях региона.

Использование сточных води животноводческих стоков для орошения древесно-кустарниковых культур можетпредусматриваться для:

— создания полезащитныхлесных полос и противоэрозионных насаждений;

— ускоренного выращиваниясырья для целлюлозно-бумажной промышленности;

— создания питомников повыращиванию древесно-кустарникового и плодово-ягодного посадочного материала;

— создания плантаций повыращиванию ивы в качестве сырья для плетения корзин и мебели;

— создания плантаций длявыращивания новогодних елей.

Технология созданиядревесно-кустарниковых насаждений, а также питомников аналогична технологиилесоразведения и садоводства в районах орошаемого земледелия.

Характеристикадревесно-кустарниковых пород, выращиваемых при орошении сточными водами иживотноводческими стоками

При подборе древесныхпород учитывают их способность переносить избыточное увлажнение и временноезатопление, солеустойчивость, целевую направленность создаваемых категорийлесных насаждений в конкретных почвенно-климатических и экономических условиях,долговечность, быстроту роста, техническую ценность.

Ниже приведенахарактеристика древесно-кустарниковых пород, рекомендуемых для выращивания приорошении сточными водами в условиях Нечерноземной зоны.

Сосна обыкновенная — быстрорастущее,долговечное и светолюбивое дерево с пластичной корневой системой. Морозо- изасухоустойчива, слабодымо- и газоустойчива. Произрастает как на каменистыхпочвах и сухих песках, так и сфагновых болотах. Переносит незначительноезасоление почвы. Хорошо переносит вневегетационные, в том числе зимние, поливысточными водами. Ежегодный прирост и среднем при орошении на 60% выше, чем безорошения.

Лиственницаобыкновенная — быстрорастущее долговечное и светолюбивое дерево смощной корневой системой. Морозо- и засухоустойчива. К плодородию почвы среднетребовательна, переносит избыточное увлажнение. При орошении сточными водамиежегодный прирост на 30-40% выше, чем без орошения. Устойчива к зимним поливам.

Береза бородавчатая — быстрорастущее,светолюбивое дерево с поверхностно-развитой корневой системой. Морозо- изасухоустойчива. К плодородию почв нетребовательна, выносит их незначительноезасоление. При орошении сточными водами наиболее активно растет в первоедесятилетие.

Тополь бальзамический — быстрорастущееморозоустойчивое и светолюбивое дерево. К плодородию и влажности почвымалотребователен, но лучше произрастает на богатых и влажных почвах. Хорошовыносит сухость воздуха, почвенное засоление и временное затопление сточнымиводами как в летний, так и в зимний периоды. При орошении сточными водамиежегодный прирост в 1,7 раза выше по сравнению с неорошаемыми насаждениями.Может рекомендоваться для создания быстрорастущих лесных насаждений во всехрайонах Нечерноземной зоны России.

Ива ломкая (верба) — светолюбивое,морозоустойчивое и быстрорастущее дерево. Малотребовательна к плодородию почвы,переносит сухость воздуха и длительное затопление. При орошении сточными водамиприрост по высоте на 30% выше по сравнению с неорошаемыми ивовыми насаждениями.Может рекомендоваться для облесения неудобных, низко плодородных земель, балок,оврагов, а также создания резервных и защитных лесных зон во всех районахНечерноземной зоны РФ.

Рябина обыкновенная — крупныйбыстрорастущий теневыносливый и морозоустойчивый кустарник или небольшоедерево. К почвам малотребовательна, выносит их засоление, а также какзаболачивание, гак и сухость. При орошении сточными йодами ежегодный прирост на77% выше по сравнению с неорошаемыми насаждениями. Обильное плодоношение приорошении сточными водами в возрасте 7-8 лет. Может рекомендоваться в качествеподлеска при создании различных категорий древесных насаждений.

Ель обыкновенная — наиболеебыстрорастущая порода из других елей. Морозоустойчива, но чувствительна кпоздним весенним заморозкам. Предпочитает богатые питательными веществамисуглинистые почвы и может произрастать на супесчаных почвах. Неустойчива кзадымлению и вредным газам. На супесчаных дерново-подзолистых почвах, вобеспеченные осадками годы, одинаково успешно произрастает как при орошениисточными водами, так и без орошения. Может рекомендоваться для созданияплантаций новогодних елей.

Липа мелколистная — долговечное, быстрорастущее, теневыносливое,засухо- и холодоустойчивое дерево. Требовательна к плодородию почв, не выноситбедных и сухих песков, значительной засоленности почв и длительного затопления.При орошении сточными водами ежегодный прирост на 50-60% выше, чем безорошения. Может успешно выращиваться в качестве посадочного материала дляозеленительных работ.

Вяз обыкновенный(гладкий) — долговечное, быстрорастущее, теневыносливое,морозо- и засухоустойчивое дерево. К плодородию почв нетребователен, выноситзначительное засоление. Наиболее отзывчив на орошение сточными водами:ежегодный прирост по высоте более чем в 2,5 раза выше, чем без орошения. В видубыстрого развития плотнооблиственной шаровидной кроны и красивой осеннейокраски листьев может рекомендоваться для озеленения, создания защитныхсанитарных зон.

Клен остролистый — быстрорастущееи теневыносливое дерево. Требователен к плодородию почв и не выносит ихзасоления. Страдает от суровых морозов, однако при орошении сточными водамибыстро восстанавливается за счет поросли от пня. На орошении сточными водамивесьма отзывчив: ежегодный прирост почти и 2,8 раза выше, чем на участках безорошения. Может рекомендоваться в качестве сопутствующей породы при защитномлесоразведении и южных и западных районах Нечерноземной зоны.

На засоленных почвах(плотный остаток не более 1,2%) при близком залегании минерализованных фунтовыхвод (до 12 г/л) для создания лесных насаждений используют солеустойчивыедревесные породы: вяз приземистый, ясень зеленый, тополь Баховена и Болле, лохузколистый, тамариск и др.

Древесные породы, дающиемного корневых отпрысков — акация белая, тополь (белый, серый) — не вводят вряды, примыкающие к каналам.

Лесные защитныенасаждения на полях орошения создают в основном из древесных пород. Кустарникивысаживают в опушечные ряды на участках, где полосы проходят по границе полейорошения, а также вдоль магистральных каналов, на буферных площадках и вкачестве берегоукрепительных насаждений.

5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ СИСТЕМЫ ПОДГОТОВКИ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ СТОКОВ

5.1. Расчет выхода навозных стоков и их влажности

Навозные стоки состоят из экскрементов животных, технологической воды,остатков кормов и посторонних включений.

Суточный выход Qcут навозных стоков определяется по формуле

Qcyт = Qэ + Qтв + Qвн, + Qвкл + Qсв

(5.1)

где Qэ — общее количествоэкскрементов (кал и моча), м3/сут;

Qтв — суточный объем воды,добавляемой в систему навозоудаления с учетом мытья кормушек, полов, промывкинавозосборных каналов, коллекторов, подтекания водопроводных кранов иавтопоилок, м3/сут;

Qвн — расход воды наудаление навоза, м /сут;

Qвкл — объем механическихвключений, поступающих в систему навозоудаления, м3/сут;

Qсв — суточное количествоводы на дополнительное разбавление навоза сточными водами, образующимися вдоильных залах молочных, кормоцехах и других объектах комплексов, м3/сут.

Масса экскрементов, получаемая на комплексах или фермах промышленноготипа, зависит от количества животных, их вида, возраста и рациона кормления.Среднесуточный выход экскрементов от различных половозрастных групп приведен втабл.5.1.

Общее количество экскрементов от различных половозрастных групп (кг)рассчитывается по формуле

Qэ = A1a1+ A2a2 + …+ Anan

(5.2)

где Ai- количество животных в соответствующей половозрастнойгруппе,

ai — количество экскрементов в сутки от одной головы соответствующей группыживотных, кг/сут;

i = 1…n, n -количество половозрастных групп.

Таблица 5.1

Средний выход экскрементов от животных различных половозрастных групп

Группа животных

Выделяется одним животным за сутки, кг

Средняя влажность

экскрементов, %

кала

мочи

всего

Крупный рогатыйскот

 

 

 

 

Быкипроизводители

30

10

40

88

Коровы

35

20

55

88

Телята до 6месяцев

5

2,5

7,5

90

Нетели 6-12месяцев

10

4

14

88

Нетели 12-18месяцев

20

7

27

86

Молодняк наоткорме

 

 

 

 

до 4 месяцев

5

2,5

7,5

90

4-6 месяцев

10

4

14

87

6-12 месяцев

14

12

26

86

старше 12 месяцев

23

12

35

80

Свиньи

 

 

 

 

Хряки

4,6

6,5

11,1

89,4

Свиноматки

4,8

4,6

9,4

90,9

Свиноматки споросятами

5,7

9,6

15,3

90,1

Поросята-отъемыши

1

1,4

2,4

86

Откормочныесвиньи

 

 

 

 

до 40 кг

1.5

2

3,5

86,6

40-80 кг

2,2

2,9

5,1

87

более 80 кг

2,9

3,7

6,6

87,5

СоставляющуюQтв(л/сут) определяют по формуле

Qтв= A1b1+ A2b2+ … + Anbn

(5.3)

где bi — расход воды в сутки на голову по половозрастнымгруппам, л/сут (табл.5.2);

i = 1,…,n.

Таблица5.2

Расход воды на производственные нужды в зависимости отвида животных и способа удаления навоза в расчете на одну голову в сутки

Продуктивность или возраст животных

Объем воды, добавляемой в навозные стоки, л

от уборки помещений, подтекания поилок исамотечной уборки навоза

от доильных залов молочных, кормоцехов

шиберной

сплавной

Коровы

20-35

10-16

26-36

Нетели до 4месяцев

9-12

5-8

10-12

Нетели 6-12месяцев

12-16

8-10

12-15

Молодняк наоткорме

 

 

 

до 4 месяцев

8-10

4-6

6-8

5-8 месяцев

10-12

5-10

8-12 месяцев

15-20

5-10

Свиньи

 

 

 

Свиноматкисупоросные

12-15

5-8

17-18

Свиноматки споросятами

27-35

10-15

27-30

Поросята-отъемыши

3-6

1-2

2,8-3,6

Откормочныесвиньи

 

 

 

до 40 кг

5-10

2-3

2-6

40-80 кг

6-12

2-3

2,5-5

80-120 кг

6-12

2-3

4-8

Для ориентировочныхрасчетов среднесуточный выход мочи и кала крупного рогатого скота принимается8%

от их живой массы, свиней- 5%.

Расход воды на удалениенавоза при гидросмыве Qвн определяется по фактическому использованию, дляориентировочных расчетов на голову можно принять 15 л/сут. Qbkл принимается для навоза КРС 1-7%, для свиногонавоза 0,2-1% от общего объема экскрементов, технологической воды и воды,используемой при гидросмыве.

Ориентировочный суточныйвыход свиного навоза при различных системах удаления приведен в табл.5.3.

Влажность навозных стоковWнпоступающих с комплекса и фермы, определяется формулой

(5.4)

где Wэcp — средняя влажность экскрементов, %;

Qвобщ — общий суточный объем воды, поступающий в систему навозоудаления, м3/сут.

(5.5)

где Wi — влажность экскрементов животных различныхполовозрастных групп (см.табл.5.1), %;

i = 1,…,n.

Содержание абсолютно сухоговещества в навозных стоках составляет

(5.6)

Зависимость влажности навозных стоков от количества воды, добавляемой к 1литру экскрементов, приведена ниже

Навоз свиней и дойных коров

Влажность, %

90

92

94

96

97

98

Объем воды, л

0,2

0,5

1

2

3

5

Навоз молодняка КРС и свиней на откорме

Влажность, %

90

92

94

96

 

 

Объем воды, л

0,4

0,75

1,33

2,5

 

 

Таблица 5.3

Суточный выход свиного навоза при различных системахудаления

Система навозоудаления

Состав компонентов, кг на голову

Вода, л

Выход навоза, кг на голову

Влажность навоза %

экскременты

корм и включен

от дезинф. мойки

смывная

от поилок

Транспортерная

5,4

6

2

0-2

4-5

12-15

95-96

Отстойно-лотковая

5,4

6

2

6-8

4-5

18-21

97,2

Смывная-бесканальная

5,4

6

2

5-6

4-5

17-19

96,5

Смывная-лотковая

5,4

6

2

15-20

4-5

27-38

98

Самотечнаясекционная

5,4

6

2

0-2

4-5

12-15

95-96

Самотечнаянепрерывного действия

5,4

6

2

0-2

8-10

92-94

Объемнаямасса экскрементов свиней составляет 1050-1070 кг/м3, крупногорогатого скота 1010 кг/м3; В практике расчетов объемная массанавозных стоков принимается равной 1000 кг/м3.

Количество органическихсоединений Сов в навозных стоках составляет 85% отсухого вещества, т.е.

Сов = 0,85·Сн

(5.7)

Сн = 100 — Wн

(5.8)

где Сн- массовая доля сухого вещества в навозе, % к натуральному веществу.

Величины ХПК, БПК5 и БПК20 определяютсязависимостями, полученными опытным путем:

Для свиного навоза

для навоза КРС

ХПК= 1,2 Сов

ХПК= 1,4 Сов

БПК5 = 0,5 БПК20

БПК5 = 0,36 БПК20

БПК20= 0,84 ХПК

БПК20= 0,3…0,24 ХПК

5.2. Определение химического составанавозных стоков

Химический состав навозных стоков определяется составом экскрементовживотных и зависит в основном от кормового рациона, качества кормов, степени ихусвояемости и разбавления навоза водой.

Среднее содержание сухого вещества и биогенных элементов в экскрементахживотных на голову в сутки приведена в табл.5.4. Примерный химический составэкскрементов в процентах к натуральному веществу, т.е. к объему экскрементовживотных, приведен в табл.5.5.

Количество биогенных веществ в навозе каждого вида животных определяетсяпо формуле

Б = А1Б1+ А2Б2 + … + АnБn

(5.9)

где Бi — количество биогенноговещества (азота, фосфора или калия) от одного животного половозрастной группы(см.табл.5.4), г/сут; i = 1,…,n.

Концентрациябиогенных элементов определяется делением количества азота, фосфора или калияна суточный выход навозных стоков.

Таблица5.4

Среднеесодержание сухого вещества и биогенных элементов в экскрементах животных наголову в сутки, г*

Группа животных

Сухое вещество

Азот общий

Фосфор Р2О5

Калий К2О

Кальций СаО

Крупный рогатыйскот

 

 

 

 

 

Коровы

6090

205

110,3

275,4

105,1

Нетели

4300

132,6

70,22

167,5

72,8

Молодняк наоткорме

 

 

 

 

 

до 4 месяцев

370

23,5

4,82

39,5

2,16

4-6 месяцев

1840

62,3

42,23

59,9

330,38

6-12 месяцев

2780

89,6

52,66

86,9

69,62

старше 12 месяцев

4300

108

64

118,1

45,5

Свиньи

 

 

 

 

 

Хряки

980

60

37,5

33,5

24,64

Свиноматки

970

46,5

17,52

28,37

19,39

Свиноматки споросятами

900

24

22,8

10

26,6

Поросята-отъемыши

100

8,33

4,74

4,1

5,15

Откормочныесвиньи

 

 

 

 

 

до 70 кг

530

36

20,04

13,7

14,28

70-112 кг

770

48

26,1

15,1

17,8

Таблица 5.5

Процентноесодержание воды и веществ в экскрементах

Вид животных

Вода

Азот общий

Фосфор Р2О5

Калий К2О

Кальций СаО

Крупный рогатыйскот

Свиньи

86,7

90,3

0,38

0,51

0,12

0,22

0,22

0,46

0,25

0,05

Разбавление экскрементовводой вызывает изменение массовой доли биогенных элементов пропорциональноколичеству добавленной воды. Массовая доля каждого элемента (азота, фосфора или калия) определяется формулой

(5.10)

(5.11)

где Бн,Бэ — массовая доля биогенного элемента, соответственно, внавозе и экскрементах, % к натуральному веществу; Сн, Сэ,- массовая доля сухого вещества соответственно в навозе и экскрементах, % кнатуральному веществу.

*По данным ВИЖ иГипронисельхоза.

5.3. Расчет системы разделения навозных стоков на фракции

При разделении навозныхстоков на фракции сухие и биогенные вещества, содержащиеся в навозе,перераспределяются, в результате чего образуются две субстанции, отличающиесяфизико-механическими и химическими свойствами. По физико-химическим свойствамтвердая фракция подобна подстилочному навозу (на опилках), а жидкая — воде.Согласно методике И.И. Лукьяненкова при разделении навоза на фракции безиспользования коагулянтов твердую фракцию образуют твердые частицы навоза, на65-70% состоящие из воды. Вода в состав твердых частиц входит в виде раствораминеральных и органических соединений, поэтому сухое вещество твердой фракциивключает как сухое вещество структурных элементов твердой фракции, так и сухоевещество водных растворов, входящих в состав твердой фракции.

Работа установок и отстойников для разделения навозана жидкую и твердую фракции характеризуется производительностью (скоростьюоседания взвешенных веществ или фильтрования), эффектом осветления суспензии ивлажностью твердой фракции (осадка).

Эффект осветления J показывает, на сколько снизилось содержаниевзвешенных (твердых) веществ в навозных стоках после обработки на даннойустановке и определяется в % к содержанию их в исходной массе

(5.12)

где Мн, Мж- содержание взвешенных веществ соответственно в навозе и жидкой фракции, г/лили кг/м3. Эффект осветления зависит от исходной влажности жидкогонавоза и может приниматься по табл.5.6.

Разделение на фракциирассматривается как механический процесс, при котором отсутствуют потеривещества (за исключением незначительной части аммонийного азота), поэтому выходжидкой и твердой фракции (осадка) при разделении навоза известной влажностиопределяется по формулам, приведенным ниже,

(5.13)

(5.14)

где Qн,Ож, Qo- масса соответственно исходных навозных стоков, жидкой и твердой фракции, кгили т; СнСж, Со -относительное содержание сухого вещества соответственно в навозе, жидкой итвердой фракции, %.

Сопринимается по табл.5.6; Сж определяется следующим образом:

Сж = (1 — 0,0073J) Сн для свиного навоза

(5.15)

Сж = (l-0,006J) Сн для навоза КРС.

 

Таблица 5.6

Эффектосветления и влажность составляющих френч навоза для различных разделительныхустановок

Разделительная установка

Производительность

Влажность,%

Эффект осветления,

исходного навоза

твердой фракции(осадка)

жидкой фракции

Горизонтальныйотстойник накопитель

97-98,5

90-92

98-99,5

70

Горизонтальныйотстойник ООС-25 конструкции КТИСМ (ширина 3 м)

25 м3/час

97

90

 

75-80

Вертикальныеразделительные отстойники

 

 

 

 

 

— металлическиедиаметром 7 м и железобетонные по ТП 802-9-30.83

35 м3/час

98

93-96

 

75-85

— из монолитногожелезобетона Ц-25 диаметром 15 м

80 м3/час

98,5

94

 

90

Барабанныйвиброгрохот ГБН-100

до 100 м3/час

97

84-85

99,1

20

Инерционные наклонныевиброгрохоты:

 

 

 

 

 

ГИЛ-32

30-60 м3/час

94-98

82-85

98,4-98,6

20

ГИЛ-52

100-120 м3/час

94-98,5

85-86

98,4-98,6

20

Фильтры-прессы

 

 

 

 

 

ВПО-20А

20 т/час

82-85

65-68

 

75-80

ПЖН-68, ПЖН-68А

6-10 т/час

<85

65-70

 

75

Дуговое ситоСДФ-50

25-50 м3/час

>92

85-90

30-60

ЦентрифугаОГШ-502, К-4

20-25 т/час

91-94

67-70

96,6

80

УОН-700конструкции ВНИИМЖ

60-80 м3/час

94-98

73-75

 

40-65

Бункер-дозаторКПЕ-108.60.03.000

2 т/час

<85

73

Напорнаяфлотационная установка конструкции ВНИПТИМЭСХ

20-25 м3/час

>98

91-93

70-80

Если разделение выполняетсяна нескольких последовательно работающих установках, например, разделениенавоза на виброгрохоте, осветление жидкой фракции в отстойнике, обезвоживаниеосадка из отстойника на фильтр-прессе, то описанную выше методику используютдля расчета процесса только на первой ступени, т.е. на виброгрохоте. Всеостальные ступени процесса рассчитываются по нижеследующей методике.

Масса твердой фракцииосадка, полученная на аппарате, определяется по формуле

(5.16)

где Qj — масса исходного материала, поступающего наразделительную установку, кг или т;

Сд- относительное содержание сухого вещества в дисперсионной среде,обрабатываемого материала, %;

j — номер ступени.

Относительное содержаниесухого вещества в дисперсионной среде для всех ступеней разделения навозарассчитывается по формулам

Сд = 0,27 Сн- для свиного навоза,

Сд = 0,40 Сн- для навоза КРС,

где Сн- относительное содержание сухого вещества в навозе, поступающем на первуюступень разделения, %.

После того, как массатвердой фракции осадка, полученной на разделительной установке, определена,пахидят массу жидкой фракции

Qжj= Qj -Qоj

(5.17)

затем определяют относительное содержание сухоговещества в жидкой фракции по формуле

(5.18)

Общий выход твердой и жидкой фракции получаютсуммированием тех объемов фракций, которые выходят из разделительных установоки уже в них не обрабатываются.

5.4. Расчет концентрации биогенныхэлементов фракции навозных стоков после разделения

При разделении навоза нафракции биогенные элементы переходят как в твердую, так и в жидкую фракции.

Азот общий с учетомпотерь при разделении распределяется по фракциям в следующем соотношении

для свиного навоза —

(5.19)

(5.20)

для навоза КРС —

 

(5.21)

(5.22)

где Nн,No, Nж — относительноесодержание общего азота соответственно в навозе, твердой и жидкой фракции, %.

Фосфор распределяется по фракциям прямопропорционально содержанию в них сухого вещества, а калий — прямопропорционально содержанию влаги:

(5.23)

(5.24)

где индексы 0,Ж соответствуют относительному содержаниюбиогенного элемента (фосфора, калия) соответственно в твердой или жидкойфракции навоза, %; Сож — относительное содержание сухого вещества втвердой пли жидкой фракции, %.

5.5. Пример технологического расчетасистемы подготовкл навозных стоков

Расчет проведен для комплекса по выращиванию и откорму54 тыс. свиней с гидравлической системе)! удаления навоза, среднегодовымсодержанием 3150 супоросных маток, 620 свиноматок с поросятами, 11 тыс. 300поросят-отъемышей и 21 тыс. 240 поросят на откорме.

Линия разделения нафракции включает дуговое сито. вертикальный отстойник и бункер-дозатор.

Количество экскрементовопределяется по табл.5.1 и формуле (5.2) и составит

Qэ= 3150·9,4 + 620·15,3 + 11300·2,4 + 21240·5,1 = 174540 кг/сут = 175 м3/сут.

Расход технологическойводы определяется по табл.5.2 и формуле (5.3) и составит

QTH = 3150·17 + 620·27+ 11300·3 +21240·6= 23 1630л/сут = 232 м3/сут.

Расход воды на удалениенавоза при гидросмыве составит

Qвн=(3150 + 620 + 11300 + 21240) 15 = 544650 л/сут = 545 м3/сут.

Qвкл = 0,01 • (175+232+545)= 10 м3/сут.

Влажность навозных стоков определяется по табл.5.1 иформулам (5.4) и (5.5).

Wэср= (90,9 + 90,1 + 86 +87)/4 = 88,5 %,

QBo6ui = 232 + 545 + 10 = 787 м3/сут,

QcyT =175 + 787 = 962 м3/сут,

Wн= 97,9 %.

Содержание-абсолютносухого вещества определяется по формуле (5.6)и составит Ра.с.в. = 20,2 т/сут. Относительное содержаниеабсолютно сухого вещества составит Сн = 100 — WH= 2,l %.

Концентрация биогенных веществ в навозных стокахопределяется по табл.5.4.

Nн = (46,5·3150+24·620+8,33·11300 + 42·21240)/962 =1193 мг/л = 0,1193%,

Рн =(17.52·3150+22,8·620+4,74·11300 + 23,07·21240)/962 = 637 мг/л = 0,0637%,

Кн= (28,37·3150+10·620+4,1·11300 + 14,4·21240)/962 = 465 мг/л = 0,0465%.

Исходные данные для расчета линии разделениянавозных стоков на фракции:

дуговое сито — эффектразделении суспензии J = 45%при влажности твердой фракции 88 %, Cо1 = 12%;

вертикальный отстойник- эффект осветления J =80% при влажности осадка 94 %, Со2= 6%;

шестимесячное выдерживание жидкой фракции в накопителях -эффект осветления J = 70%при влажности осадка 92 %.

1. Расчет первогоагрегата линии разделения — дугового сита.

Концентрация сухоговещества жидкой фракции составит

Сж1= (1 — 0,0073-45)2,1 = 1,41 %.

Объем жидкой фракции поформуле (5.13) составит

Объемтвердой фракции по формуле (5.13) составит

2. Расчет второго агрегата — вертикальный отстойникжидкой фракции с дугового сита.

Относительное содержаниесухого вещества в дисперсной среде обрабатываемого навоза составит Сд= 0,27·2,1 = 0,57 %. Объем осадка в отстойнике по формуле (5.16) составит (Q1= 899 м3/сут)

Объем жидкой фракции изотстойника по формуле (5.17) равен Qж2 = 899 –111 = 788 м3/сут. Содержаниесухого вещества в жидкой фракции по формуле (5.18) составит Сж2 = (899·1,41 -111·6)/788 = 0,76%.

3. Расчет обезвоживанияосадка из вертикального отстойника на дуговом сите (Q2= 111 м3/сут).

Qж3 = 111 — 24 = 87 м3/сут.

Сж3 = (111·6 — 24·12)/87 = 4,34 %.

4. В качестве окончательных объемов переработкинавозных стоков на линии разделения на твердую и жидкую фракции с дугового ситапосле переработки исходного навоза и осадка из отстойника будем иметь

Qo4 = Qo1 + Qo3 = 63 + 24 = 87 т/сут,

Qж4 = Qж2+ Qo3 = 788 + 87 = 875 м3 /сут.

5. Расчет объема осадка в навозонакопителях жидкойфракции стоков при 6-ти месячном выдерживании с эффектом осветления 70% ивлажностью осадка 92%.

Сж5 = (1 — 0,0073·70)·1,12 = 0,55 %.

Qo5= 875 (1,12-0,55)/(8-0,55) = 67 м3 /сут.

Концентрации биогенных веществ в жидкой фракциистоков, используемых на поливы, определяются по формулам (5.20), (5.23)и (5.24) соответственно для азота,фосфора и калия.

6. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ И РЕЖИМОРОШЕНИЯ

Выбор технологическойсхемы использования очищенных сточных вод и подготовленных животноводческихстоков осуществляется при обосновании инвестиций с учетом:

— используемогорасчетного годового объема сточных вод и животноводческих стоков и ихкачественного состава;

— местоположения, размераземельного фонда и необходимой площади ОССВ;

— наличия источников водыдля дополнительного орошения при использовании животноводческих стоков ивысокоудобрительных сточных вод;

— природно-климатических,экологических и хозяйственных условий.

Оросительные системы сиспользованием подготовленных сточных вод следует проектировать:

— с круглогодовым приемомвсего объема сточных вод объекта канализования в пруды-накопители и споследующим использованием их для орошения только в вегетационный период;

— с круглогодовым приемомвсего объема сточных вод объекта канализования и круглогодовым орошением;

— с приемом ииспользованием сточных вод только в вегетационный или сезонный период.

ОССВ с круглогодовымприемом всего объема сточных вод объекта канализования принято называтьземледельческими полями орошения (ЗПО).

Проектирование ЗПОследует проводить с учётом перспективного (не менее чем на 10 лет)развитии объекта канализования.

Возможностькруглогодового орошения сточными водами в каждом конкретном случае должнаобосновываться долгосрочными прогнозами изменения теплового, водного,химического и питательного режимов почвы.

Оросительные системы сиспользованием подготовленных животноводческих стоков и аналогичных поудобрительным свойствам сточных вод следует проектировать с круглогодовымприемом стоков в накопители и использованием на удобрение и орошение ввегетационный период.

При использовании сточныхвод для орошения только в вегетационный период технологические схемыоросительных систем аналогичны оросительным системам с природной водой, сдополнительным устройством регулирующей емкости и природоохранных сооружений.Объем регулирующих емкостей должен обеспечивать прием сточных вод и работуоросительной системы в течение 1…5 сут.

На ЗПО следуетпредусматривать Профессиональный решения и мероприятия по приему избыточных сточныхвод во вневегетационный период, вегетационный период влажных лет и другихслучаях.

Для использованияизбыточных сточных вод при орошении только в вегетационный период следуетприменять следующие технологические схемы:

— с устройствомпрудов-накопителей многолетнего регулирования;

— с устройством прудов-накопителей внутригодовогорегулирования (сезонный или «зимний» накопитель) в сочетании с резервнымимероприятиями в вегетационный период влажных лет.

Технология круглогодовогоорошения на ЗПО должна обеспечить гарантированный прием и использование сточныхвод в любой по влажности год.

В качестве резервных мероприятий,обеспечивающих прием избыточных сточных вод, рекомендуются:

— дополнительные поливысверх водопотребления растений с учетом обеспечения почвенной доочистки сточныхвод и недопущения загрязнения грунтовых вод;

— поливы надополнительной резервной территории;

— подача сточных вод нарезервные площадки, устраиваемые по типу полей фильтрации (см. СНиП 2.04.03-85).

Суммарная норма поливовво вневегетационный период не должна превышать водоудерживающей способности 1,5м слоя почвы.

Под резервные площадкивыбирают участки с уклонами до 0,02, фильтрационной способностью почвогрунтовболее 0,3 м/сут. и уровнем залегания подземных вод ниже 1,5 м или где имеетсявозможность их понижения с обеспечением при расчетных нагрузках зоны аэрациимощностью не менее 1,5 м.

Площадь и размещениерезервных площадок определяются на основании прогнозов водного и химического(солевого) режимов почвогрунтов и грунтовых вод. Площадь резервных площадоксоставляет не менее 5% на легких и 10% на тяжелых почвах от площади ЗПО. Приуклонах поверхности 0,005-0,01 они устраиваются в виде чеков с контурнымиваликами по горизонталям рельефа без проведения капитальной планировки высотойдо 0,5 м и заложением откосов от 1:6 до 1:10. На резервных площадках высеваютмноголетние злаковые травы или высаживают влаголюбивые древесно-кустарниковыенасаждения.

Расчетный режим орошения сточными водамиустанавливается из условий водопотребления культур согласно СНиП 2.06.03-85,региональных рекомендаций для орошения природной водой с учетом принятойтехнологической схемы, прогнозов водного и солевого режимов почв:

— при схеме неполного,только вегетационного, использования сточных вод и схеме с устройствомнакопителя многолетнего регулирования режим орошения назначается аналогичноорошению природной водой;

— при схеме с устройствомсезонного накопителя режим орошения назначается по условиям среднесухого года75%-ной обеспеченности;

— при круглогодовоморошении расчетная среднегодовая суточная нагрузка сточных вод назначается понорме водопотребления для самого засушливого месяца вегетационного периода вгод 75%-ной обеспеченности.

Годовая норма внесенияживотноводческих стоков, сточных вод предприятий по производству спирта,крахмала, кормовых дрожжей с концентрацией в них биогенных элементов вышедопустимой величины рассчитывается по формуле

(6.1)

где С — содержание вполивной воде биогенных элементов, мг/л (В, k — см. формулу (2.3)). Расчет допустимой концентрации биогенныхэлементов приведен в п.2.2.

Расчет ведется по каждому биогенному элементу. Задопустимую годовую норму принимается минимальное значение из полученных величинс учетом коэффициента потерь аммиачного азота в процессе полива (при дождевании- 0,85, при поверхностном способе полива — 0,95).

Пример расчета годовойнормы внесения стоков КРС для комплексов на 5000 голов приведен в табл.6.1.

Концентрация биогенныхэлементов корректируется с учетом их потерь при хранении животноводческихстоков. Потери биогенных элементов при шестимесячном выдерживании в накопителяхпринимаются: общего азота 15-30%, фосфора 5-15%, калия 5-10% (большие значенияпринимаются для аридной зоны, меньшие для зон с более влажным климатом).

Обеспеченность почв элементамипитания нормируется по содержанию их подвижных форм и принимается покартограммам агрохимических обследований или по данным почвенных изысканий.

Режим орошенияразрабатывается с учетом оптимальных сроков полива и разовых норм дробноговнесения биогенных веществ с поливной водой, приуроченных к основным фазамразвития растений, с учетом применяемой техники полива, т.е. 40-50%оросительной нормы весной в начале вегетации и 2 раза по 25-30% в летнее время.

При назначении сроковполива следует учитывать карантинный период между последним поливом и уборкойурожая. В зависимости от зоны расположения ОССВ карантинный срок должен бытьдля:

— аридной зоны (пустыни,полупустыни) не менее 8 сут;

— субаридной (степная,лесостепная) не менее 10 сут;

— гумидной (лесолуговая зона) не менее 14 сут.

Таблица 6.1

Расчетгодовой нормы внесения животноводческих стоков для комплексов на 5000 голов КРС

Данные для расчета

Культура севооборота и номера полей

Однолетние травы сподсевом многолетних трав

Многолетние травы

Кукуруза

1,2

3

4,5

6,7

8

Планируемый урожай,ц/га

190

250

450

400

400

Вынос планируемымурожаем кг/га

 

 

 

 

 

N

53,2

100

180

160

160

Р

24,7

25

45

40

80

К

66,5

125

225

200

200

Норма внесения впочву, кг/га

 

 

 

 

 

N

150,4

282,8

509

452

452

P

65 3

66 1

119

105,8

218 8

К

100

187,9

338,3

300,7

300,7

Норма внесениястоков, м3/га

 

 

 

 

 

N

75 9

142,8

257

228,3

228,3

Р

К

52,8

49,4

53,5

92,8

96,3

167

85,6

148,5

171,3

148,5

Фактическая нормавнесения, кг/га

 

 

 

 

 

N

97,8

105,9

190,7

169,5

294

Р

К

61

100

66,1

108,3

119

195

105,8

173,3

183

300,7

Норма внесенияминеральны) удобрений, кг/га

 

 

 

 

 

N

P

52,5

7,3

171,9

252

282,5

158

28,6

К

79,4

143,3

127,4

Средневзвешенная оросительная норма —

Ориентировочнаяплощадь утилизации —

Примечание. 1.Годовой объем стоков W = 69,2тыс.м3; содержание NPK,кг/м3: CN= 1,98, СР = 1,235, Ск = 1,0258. 2. Данныев рамках — принятая норма внесения животноводческих стоков.

Карантинный срок уточняетсяв каждом конкретном случае с учетом степени подготовки сточных вод иживотноводческих стоков, типа возделываемых культур, способа использованияурожая и должен быть согласован с местными центрамисанитарно-эпидемиологической службы и государственной службой ветеринарногонадзора.

В районах, неблагополучных по тениаринхозу среди населения и финнозу средикрупного рогатого скота, взращиваемые травы должны перерабатываться на травяную(витаминную) муку или закладываться на сенаж с использованием кормов не ранеечем через 3 месяца.

Дефицит водопотребления растений на ОССВ восполняется за счет проведенияорошения из дополнительных водоисточников.

Степень разбавления стоков определяется соотношением нормы увлажнительногополива и разовой нормы внесения стоков. При одновременном поливе несколькихсельскохозяйственных культур степень разбавления принимается по наименьшей израссчитанных по отдельным культурам. Недололив остальных культур восполняетсявпоследствии дополнительными или плановыми поливами.

В целях совмещения удобрительных и увлажнительных поливов допускаетсяизменение сроков удобрительных поливов на 5-7 дней при благоприятнойпредполивной влажности почвы.

В зонах избыточного увлажнения при использовании животноводческих стоковна дренированных землях рекомендуется проектировать водооборотные системы.

Поверхностный и дренажный стоки (возвратные воды) таких системаккумулируются в накопителях и затем используются на орошение в засушливоевремя для разбавления сточных вод или на хозяйственные нужды.

Избыток возвратных вод следует направлять:

— на орошение дополнительных резервных площадей за пределами водосборнойтерритории, включенной в систему водооборота;

— на доочистку в сооружениях естественной биологической очистки воды(пруды, биоплато и т.д.);

— на сброс в водоисточник при качестве воды, отвечающем экологическимтребованиям.

Площадь резервных полей определяется объемами возвратных вод с ОССВ,остающихся в накопителях не использованными к концу вегетационного периода.

Объем накопителя возвратных вод рассчитывается на аккумулирование стока вполивной период с учетом водозабора из него на орошение основных и резервныхплощадей. За расчетный принимается влажный год с 5%-ной обеспеченностью.

Разбавление животноводческих стоков и сточных вод с высокой концентрациейбиогенных элементов оросительной водой должно производиться в узлах смешивания.Выбор конструкции узла смешивания определяется в зависимости от расчетныхпараметров оросительной сети, степени разбавления стоков, рельефа территорииорошаемого участка, взаимного плана — высотного расположения накопителя стоков,мелиоративной насосной станции, места смешивания.

Указанияпо проектированию узлов смешивания животноводческих стоков с водой)

На оросительных системах с использованием животноводческих стоков узлысмешивания устраиваются:

— в напорном трубопроводемелиоративной насосной станции с применением эжектора;

— в напорном трубопроводемелиоративной насосной станции с подачей стоков и оросительной воды отдельныминасосами;

— во всасывающем трубопроводемелиоративной насосной станции;

— в специальнойсмесительной камере.

Смесительную камерурекомендуется размещать на повышенном участке местности для установки насосовстанции подачи смеси под залив и максимального удаления ее дна от уровнягрунтовых вод. Камеру устраивают 2-3-х секционной в виде открытого резервуарапрямоугольной формы сборно-монолитной или монолитной железобетоннойконструкции. Минимальный объем камеры принимается из расчета максимальнойпроизводительности насосной станции в течение одного часа. При устройствекамеры в насыпи предусматриваются противофильтрационные устройства. Глубинакамеры должна быть не более 3…4 м. Для равномерного перемешивания стоков сводой в камере следует устраивать направляющие стенки, выпускные трубы полы истоков заводить в камеру сверху и заканчивать у днища, применятьперфорированные трубы, укладываемые по дну смесителя. Оптимальное перемешиваниеи предотвращение заиления камеры достигается подачей стоков к месту всасываниянасосных агрегатов станции подачи смеси. Для обеспечения нормальной работывсасывающей линии следует обустроить бетонированный приямок. Днище камерывыполняется с уклоном не менее 0,03 к приямку.

Следует предусматриватьпериодическое опорожнение и промывку камеры, удаление осадка из нее самотечным,гидромеханическим (с помощью погружных насосов) или механизированным путем.Самотечное удаление осадка надлежит осуществлять под гидростатическим напоромне менее 1,2 м.

Эжектирование стоковпроводится при следующих условиях:

— коэффициент эжекции a (степень разбавления стоков водой) не должен бытьменьше 0,1 (1:10);

— минимальный расход при поливе стоками не долженбыть меньше половины расчетного расхода оросительной сети;

— если за эжектором нетребуется напор более 60 м.

Эжекторы следуетприменять на низконапорных оросительных системах и при реконструкциисуществующих систем с природной водой для их многоцелевого применения(утилизации стоков).

При размещениимелиоративной насосной станции рядом с накопителем смешивание стоков с водойвозможно производить во всасывающих водоводах с помощью сифона и эжектора.

Узел смешивания в этомслучае проектируется следующим образом:

— подача стоков изнакопителя к месту смешивания осуществляется сифонами (донный забор стоковиз-за опасности заиления трубопроводов исключается), глубина накопителя недолжна превышать 4,5 м;

— накопитель выполняетсяв насыпи или в полунасыпи — полувыемке, а резервуар поливной воды в выемке,минимальный уровень стоков должен превышать максимальный уровень воды не менеечем на 1 м;

— всасывающий конецсифона оборудуется шарнирным или гибким трубопроводом с фильтром длявозможности копирования уровня стоков, а другая концевая часть сифона вводитсяво всасывающий трубопровод непосредственно в воду;

— для зарядки сифона спомощью эжектора и промывки фильтров к нему подводится рабочая жидкость,подаваемая из напорного трубопровода насосной станции или оросительной сети;

— количество сифоновдолжно соответствовать числу основных насосных агрегатов;

— узел смешиванияоборудуется приборами, которые при запуске насосного агрегата автоматическизапускают соответствующий ему сифон.

При использовании сифоноврекомендуется интервальная подача стоков и воды в оросительную сеть, когдасифон подает стоки импульсами определенной продолжительности.

Для импульсного вводасифоны дополнительно оборудуются клапанами срыва вакуума или другимиустройствами, периодически прекращающими подачу стоков, и программатором,который управляет этими клапанами согласно заданной программе.

Программа задаетсяоператором в начале смены установкой на таймерах времени ввода стоков(импульс) tнс и паузы между импульсами (полив водой) tнв;значения импульсов tнс и tнв приведены в табл.6.2.

При создании импульсовсрывов вакуума перерыв между импульсами стоков (tнв)включает в себя время на зарядку сифона t3, определяемое по формуле

(6.2)

где Lc и dc — длина и диаметр сифона, м;

Vстp — скорость вылета струи рабочей жидкости из сопла эжектора, м/с;

h — толщина кольцавоздуха, увлекаемогоструей в эжекторе, м; h = 0,003…0,004;

d0 — диаметр соплаэжектора, м.

На таймере устанавливают время tив1 = — t3, причем t3 не должно превышать 4мин.

Таблица 6.2

Отношение длительности импульсаводы: и животноводческих стоков tив/tис мин |

Норма полива,

м3/га

Концентрацияобщего азота в стоках накопителя, %

0,06

0,08

0,10

0,12

0,15

0,18

0,20

200

6/16

6/12

250

6/14

6/8

6/6

300

6/16

6/8

6/6

6/4

350

6/18

6/10

6/6

8/6

10/6

400

6/24

6/12

8/10

8/6

10/6

14/6

450

6/16

8/10

10/10

12/8

14/8

18/8

500

 

8/14

10/10

10/8

14/8

18/8

18/6

550

6/20

8/10

10/8

10/6

16/8

18/6

20/6

600

6/16

8/8

10/8

12/6

16/6

20/6

22/6

650

6/12

10/10

10/6

14/6

18/6

20/6

22/6

700

6/10

10/8

10/6

18/8

20/6

22/6

22/6

800

8/10

10/6

14/6

18/8

20/6

Расчетпараметров сифона для забора стоков

Основные параметры сифонаопределяются по следующим формулам:

(6.3)

h вак.доп.>h вак.max=Z max +ζобщVc2/2g

(6.4)

(6.5)

где: Vc, Qc1- соответственно скорость и расход стоков в одном сифоне м/с и м3/с(см. табл. 6.4);

Qc -расход стоков сифонами узла, м’, (см. табл. 6.3);

N — число сифонов, шт.;

ΔН — минимальная разница уровнях воды и стоков, м;

ζф ,ζкол, ζвых,- коэффициенты местного сопротивления фильтра,изгибов трубопровода и ввода стоков во всасывающий трубопровод;

λ — коэффициент линейного трения трубопровода сифона;

hвак.доп, — допустимое значение вакуума прииспользовании сифонов, м (<7…8);

hвак.maх- максимальное значишьвакуума высшей точке сифона, м;

Zmiu -расстояние между высшей точкой сифона и минимальным уровнем стоков в накопителеили воды в резервуаре, м;

ζобш — суммарный коэффициент сопротивления линии фильтра до наивысшей точкисифона.

Таблица 6.3

Ориентировочные пределы изменениярасхода через сифоны определенного диаметра

dc, мм

Qc1, л/с

min

max

150

200

250

300

30

55

95

140

50

70

120

180

Таблица 6.4

Общий (максимальный) расходстоков сифонами для различных комплексов

Тип комплекса, поголовье, тыс.гол

Общий расход сифонного узла, л/с

1. Откорм свиней

 

12

50

27

90

54

220

108

430

2. Крупныйрогатый скот

 

нетели

 

3

70

6

120

производство говядины

 

3

90

5

150

10

230

20

500

молочные коровы

 

1,2

90

1,8

100

2,0

130

Объем прудов-накопителейсточных вод следует рассчитывать на основании баланса поступления и потреблениясточных вод на орошение с учетом испарения, а также возможного поступленияпаводковых и ливневых вод.

Расчетный срок для определения объема накопителеймноголетнего регулирования должен составлять не менее 20 лет с рассмотрениембаланса стоков в каждом году.

Объем сезонного накопителя определяется условиямивнутригодового регулирования работы оросительной системы по расчетномусреднесухому году (75%-ной обеспеченности).

Накопители следует проектировать двух-четырехсекционными.

Для предупреждения фильтрации сточных вод изпрудов-накопителей и регулирующих емкостей предусматриваютсяпротивофильтрационные мероприятия. Накопители животноводческих стоков следуетпроектировать в соответствии с ОНТП 17-86. Объем накопителя рассчитывается изусловия аккумулирования стоков во внеполивной период за 6-8 месяцев.

Типичные технологические схемы подготовки и использованиясточных вод и животноводческих стоков для орошения приведены на рис.6.1-6.6.

Рис.6.1. Использование на орошение сточных вод городов и малыхнаселенных пунктов.
Сплошной линией показана схема круглогодового использования сточныхвод; пунктирной — схема с использованием сточных водтолько в вегетационный период.

 

Рис.6.2. Использование на орошение сточных водпредприятий пищевой промышленности.
Сплошнойлинией показана схема круглогодового поступления и использования сточных вод;пунктирной – схема с сезонным поступлением и (или) использованием сточных вод.

.

Рис. 6.3. Схема оросительной системы с круглогодовымиспользованием сточных вод НИИССВ «Прогресс»:
1 -насосные станции подачи сточных вод; 2 — напорные трубопроводы сточных вод; 3 -закрытые оросительные сети; 4 — каналы и открытые коллекторы; 5 — закрытая дренажнаясеть; 6 — БОКС-пруды; 7 — отстойники; 8 — гидранты; 9 – резервная площадка споливам по чекам; 10 -регулирующая емкость дренажных вод; 11 — насосная станцияперекачки дренажных вод; 12 — транспортирующий трубопровод дренажных вод; 13 -ботаническая площадка (биоплато); 14 – накопитель дренажного стока; 15 -границамассива орошения.

 

.

Рис. 6.4. Технологическая схемаоросительной системы с использованием сточных вод высокой удобрительнойценности и животноводческих стоков:
1 — накопитель сточных вод; 2 — насосная станция сточныхвод; 3 — напорный трубопровод сточных вод; 4 — насосная станция чистой воды; 5- узел смешивания сточных вод с водой (смеситель, приемный резервуар насоснойстанции, всасывающий трубопровод); 6 — мелиоративная насосная станция; 7 -обводной трубопровод; 8 — задвижка; 9 — оросительная сеть; 10 — поля орошения

 

Рис. 6.5. Технологическая схема с повторнымиспользованием поверхностного и дренажного стока:
1 -прифермское (полевое) навозохранилище; 2 — фекальная насосная станция; 3 -насосная станция животноводческих стоков ; 4 -трубопровод подачи стоков; 5 -насосная станция природной воды; 6 — напорный трубопровод природной воды; 7-задвижка; 8 — смесительная камера; 9 — насосная станция подачи сбросных вод(поверхностного и дренажного стока); 10 — напорный трубопровод смеси; 11 -оросительная сеть; 12 — граница полей севооборота; 13 — закрытий дренажныйколлектор; 14 — дождевальная установка; 15- нагорный канал; 16 – сбросной канал(коллектор); 17 – накопитель сбросных вод.

 

.

Рис. 6.6. Технологическая схема при подачеживотноводческих стоков в оросительную сеть через эжектор:
1 — накопитель стоков; 2 — насосная станция; 3 — напорныйтрубопровод; 4 — задвижка; 5 — эжектор; 6 — насосная станция природной воды; 7- трубопровод воды; 8 -обводной трубопровод природной воды; 9 — напорныйтрубопровод смеси; 10 — оросительная сеть; 11 — массив орошения; 12 -дождевальная установка; 13 — граница полей севооборота.

7.ОРОСИТЕЛЬНАЯ СЕТЬ, ТЕХНИКА и СПОСОБЫ ПОЛИВА

Проектирование техникиполива и оросительной сети должно осуществляться в соответствии с СНиП 2.06.03-85 «Мелиоративные системы и сооружения», ВНТП,санитарно-гигиеническими и природоохранными требованиями.

При выборе способов итехники полива необходимо учитывать принятую технологическую схемуиспользования сточных вод, рельеф, почвенные и гидрогеологические условияучастков, содержание и размер взвешенных веществ в сточных водах, регламентируемыетехническими условиями поливной и дождевальной техники.

При использовании сточныхвод следует применять дождевание, поверхностный полив (по бороздам, полисам,затоплением чеков) и внутрипочвенное орошение.

При круглогодовоморошении и на резервных площадках применяются поверхностные способы орошения:

— по проточным бороздамдля пропашных культур;

— по»засеваемым» бороздам и полосам для культур сплошного сева, в томчисле многолетних трав;

— затоплением чеков.

При соответствующем технико-экономическоми экологическом обосновании на системах круглогодового орошения возможнопроведение комбинированных поливов дождеванием в вегетационный период,поверхностным способом во вневегетационный период.

Внесение животноводческихстоков и сточных вод пищевой промышленности с высоким содержанием биогенныхэлементов рекомендуется осуществлять специальными дождевальными машинами иустановками, а также поливом при вспашке. При их использовании в разбавленномвиде в аридной зоне допускается применение техники полива по бороздам.

Применение в проектахперспективных машин и аппаратов должно быть согласовано с заказчиком иорганами, утверждающими проектно-сметную документацию.

Элементы техники поливапри поливе пропашных культур очищенными сточными водами и подготовленнымиживотноводческими стоками по бороздам рассчитываются так же, как и при поливеприродной водой.

Элементы техники поливазатоплением чеков аналогичны таковым же на системах с природными водами. Валикичеков следует выполнять высотой 0,5 м с пологими откосами (1:6-1:10),доступными для прохождения сельскохозяйственной техники.

При поверхностныхспособах полива сбросные воды должны собираться и направляться на повторноеорошение или для доочистки на буферные площадки, в биопруды и другие сооружения.Для сокращения объемов сбросной воды при поливе по бороздам рекомендуетсяпроводить поливы переменной струей или дискретные поливы.

Расположениевнутрихозяйственной оросительной сети и гидрантов не имеет принципиальныхотличий от их расположения на оросительных системах с использованием природнойводы.

Оросительная сеть должнабыть закрытой, стационарной, тупиковой. Допускается транспортированиеживотноводческих стоков и сточных вод открытыми каналами в бетонной облицовкеили лотках при поверхностных способах полива на водооборотных системах (сповторным использованием сбросных вод на орошение).Временная сеть допускаетсядля полива резервных территорий и небольших систем площадью до 100 га.

При орошении дождеваниемпроектирование закрытой оросительной сети и сооружений на ней выполняется сучетом положений пособий «Проектирование внутрихозяйственной оросительной сетидля дождевальных машин «Фрегат», «Волжанка»,»Днепр»», «Применение гидротехнической трубопроводной арматуры навнутрихозяйственной оросительной сети» и технических характеристик применяемойполивной техники (см. табл. 7.1.).

Расстояние междугидрантами на оросительных трубопроводах при орошении животноводческими стокамис помощью широкозахватных дождевальных машин принимается для ДКН-80 равным 27м, ДМУ-Асс «Фрегат» двойной длине машины, ДП-30С — 50…80 м. Приполивах животноводческими стоками влажностью менее 99% для дальнеструйных машини аппаратов следует учитывать сокращение радиуса полива до 10% от минимального.

Системы с применением дождевальныхмашин и аппаратов следует размещать по отношению к жилой застройке сподветренной стороны господствующего направления ветра в вегетационный период.

При круглогодовоморошении глубину заложения трубопроводов следует принимать не менее 0,9 м и уточнятьтеплотехническими расчетами, методика проведения которых представлена ниже.

Таблица7.1

Основные ПрофессиональныйМонтаж дождевальных машин, рекомендуемых для орошения сточными водами

Показатели

Короткоструйный

ДДА-100МА

Среднеструйные

ДКШ-64

«Волжанка»

ДКН-80

ДФС-120 «Днепр»

Количествомодификаций

1

6

3

5

Привод машин

от трактора

механический

механический

электрический

Принципводораспределения

в движении фронтально

позиционно-фронтальный

позиционно-фронтальный

позиционно-фронтальный

Расход, л/с

130

24-64

60-91,2

92-120

Давление нагидранте, МПа

канал

0,36-0,42

0,47-0,55

0,45-0,50

Средняяинтенсивность дождя, мм/мин

2,4

0,27

0,34

0,30

Ширина захвата, м

120

300-800

400-600

352-460

Расстояние междугидрантами или длина бьефа в канале, м

100-500

18

27

54

Допустимый общийуклон поля (по длине машины), %

0,3

2

2

2

Взвешенныевещества поливной воды:

 

 

 

 

допустимыйразмер, мм

1

1

10

1,5

допустимаяконцентрация, г/л

5

5

20

5

Площадь полива напозиции (гоне), га

1,2-6,0

0,5-1,4

1,1-1,6

1,9-2,5

Производительностьза час чистой работы

1,6

0,3-0,8

0,7-1,1

1,1-1,4

при поливе нормой300 м /га

 

 

 

 

Количество машинна 1 оператора

1

2

2

2-4

Коэффициентготовности

0,94

0,956

0,96

0,956

Допустимаяскорость ветра, м/с

5

5

5

5

Продолжение табл.7.1

Показатели

Среднеструйные

Дальнеструиныые

ДМУ»Фрегат»

ДМУ-Асс»Фрегат»

ДДН-70

ДДН-100С

Количество модификаций

22

5

3

3

Привод машин

гидравлический

гидравлический

от трактора

от трактора

Принцип водораспределения

в движениипо кругу

в движениипо кругу

позиционнопо кругу (сектору)

позиционнопо кругу (сектору)

Расход, л/с

50-90

30-58

37-65

85-115

Давление на гидранте, МПа

0,46-0,65

0,48-0,57

0,05

0,05

Средняя интенсивность дождя, мм/мин

0,19-0,30

0,33

0,4

0,36-0,70

Ширина захвата, м

211-582

314-447

100

100-120

Расстояние между гидрантами

120

100-120

или длина бьефа в канале, м

 

 

 

 

Допустимый общий уклон поля (по длине машины), %

3-5

2,4-3,5

2 (призаборе из трубопровода )

2

Взвешенные вещества поливной воды:

 

 

9

10

допустимый размер, мм

1

2,5

10

10

допустимая концентрация, г/л

5

10

20

20

Площадь полива на позиции (гоне), га

16-111

29,8-61,2

0,9

1,4-1,8

Производительность за час чистой работы

1,-1.2

0,4-0,7

0,78

1,2

при поливе нормой 300 м3/га

 

 

 

 

Количество машин на 1 оператора

3-4

4

1

1

Коэффициент готовности

0,96

0,96

0,99

0.968

Допустимая скорость ветра, м/с

5

3

3

3

Методикатепловых расчетов трубчатой сети

При проектированииоросительной системы с круглогодовым режимом работы для обеспечения сохранноститрубчатой сети в зимний период необходимо проводить теплоПрофессиональный расчетыдля определения глубины заложения труб.

1. По начальнойтемпературе сточных вод на канализационной насосной станции определяют конечнуюих температуру в конце трубопровода по формуле

Тк=(Тн-Тгр)еφ+ Тгр,

где Тк — температурасточных вод в конце трубопровода, °С;

Тн- температура сточных вод в канализационной насосной станции (в началемагистрального трубопровода), °С;

Тгр- температура грунта на уровне оси трубопровода в естественных условиях, °С;

L — протяженностьтрубопровода, м;

q — расход воды, л/ч;

R — полное термическоесопротивление теплопередаче, м ч °С/ккал.

где D, d — наружный и внутреннийдиаметры трубопровода, м;

λгр,λгр — коэффициентытеплопроводности трубы и грунта, ккал/(м ч °С);

Н — глубина заложения трубопровода, м.

На Европейской части РФ глубина заложения трубчатойсети на ЗПО принимается обычно равной 0,9-1,1 м. Если при данной глубинезаложения трубчатой сети конечная температура сточных вод получаетсяотрицательной (при расчете по вышеуказанной формуле), то необходимо увеличитьглубину заложения труб.

2. При обеспечениибезопасности трубопроводов в период прекращения движения сточных вод времядопустимой их остановки рассчитывается по формуле Аронова-Новикова

где Tдоп — время остановки движениясточных под, ч;

К = 1,1 коэффициент, учитывающий охлаждение талого грунтадо начала замерзания почвенной влаги;

n — объемная влажностьгрунта, %;

Dтал — диаметр талика, м;

здесьλм — коэффициент теплопроводности мерзлого грунта, ккал/(м ч°С);

Тг — температура грунта, °С;

λт коэффициент теплопроводноститалого грунта, ккал/(м н °С);

Ттр — температура поверхноститрубопровода, °С;

m = 1,5 — коэффициент, учитывающий неравномерностьпромерзания талика.

При периодической подаче сточных вод в оросительную сеть периодпрекращения подачи воды в трубопроводы не должен превышать допустимое времяостановки движения воды Тдоп.

При орошениив зимний период следует предусматривать утепление гидрантов и их опорожнение отводы после прекращения полива, а в пучинистых грунтах предусматриватьпротивопучинистые мероприятия.

Расчет трубопроводов оросительной сети, включая прочностные игидравлические параметры, проводится аналогично расчетам трубопроводов для подачиприродной воды.

Трубопроводы закрытой оросительной сети могут проектироваться изжелезобетонных, асбестоцементных, пластмассовых, чугунных, алюминиевых истальных труб. В случае необходимости в проектах следует предусматриватьзащитные покрытия асбестоцементных труб в зависимости от степени агрессивностисреды (по данным ВНИИПроектасбестцемент). Защиту стальных и железобетонных труб откоррозии, вызываемой блуждающими токами и воздействием хлор-иона почвы, следуетпроектировать в соответствии с ГОСТ 2.602-89.

Допускается применять стальные электросварные трубы при надлежащемобосновании (ГОСТ 10704-76и ГОСТ 3396-74) с усиленной внешней изоляцией и дополнительным внутренним антикоррозионнымпокрытием.

Не допускается применение на ОССВ железобетонных труб со стальнымсердечником марок «РТНС», «РТНГ», «ТГС» приконцентрации сульфат-ионов в сточных водах и животноводческих стоках более 300мг/л и хлор-ионов более 500 мг/л; асбестоцементных труб — при рН 5,5 и ниже,бикарбонатной щелочности менее 0,35 мг-экв/л, содержании СО2 более25 мг/л, ионов магния более 2000 мг/л, сульфат-ионов более 1600 мг/л.

Для проведения поверхностных поливов следует применять поливные трубопроводы,в частности гибкие поливные трубопроводы в виде капроновых шлангов длиной до120 м, диаметром 200…300 мм и поливными отверстиями (клапанами) через 700 мм.Для механизации раскладки и сборки гибких трубопроводов предусматриваютсяпередвижные агрегаты типа ППА с намоточным устройством.

В проектах следует предусматривать возможность опорожнения оросительнойсети через двухкамерные опоражнивающие колодцы. Сточная вода из колодцев должнанаправляться на буферные или резервные площадки и в регулирующие емкостисамотеком или механической откачкой. Уклон трубопроводов самотечного выпускадолжен быть не менее 0,002.

Наоросительной сети следует предусматривать устройства для внесения минеральныхудобрений с поливной водой — гидроподкормщики.

Внутрипочвенноеорошение (ВПО) — способ полива, при котором с помощью устраиваемой в почвезакрытые сети трубчатых или кротовых увлажнителей подготовленные сточные воды иживотноводческие стоки подаются в корнеобитаемый слой и под действиемкапиллярных сил распределяются в нем.

Система ВПО с использованием подготовленных сточных вод и животноводческихстоков позволяет достигнуть высокой степени их почвенной очистки и доочистки,полностью исключить контакт с ними человека, животных и наземной частирастений, сократить санитарно-защитные зоны (по сравнению с дождеванием),регулировать водно-воздушный и пищевой режим почвы, повышать урожайностьсельскохозяйственных культур.

Особенно эффективно устройство ВПО для использования сточных вод небольшихнаселенных пунктов предприятий.

Проектирование систем ВПО должно выполняться соответствии с требованиями СНиП 2.06.03-85 иметодических указаний «Проектирование систем внутрипочвенного орошения сиспользованием природной воды, подготовленных сточных вод животноводческихкомплексов, городов, населенных пунктов, промышленных предприятий», М., 1989.

Под строительство систем ВПО следует отводить территории с незаселенными инесолонцеватыми почвам; имеющими легкий, средний и тяжелый механический состав,со скоростью капиллярного поднятия не менее 0,5 мм/мин. Строительство системВПО рекомендуется при глубине залегания грунтовых вод не менее 2,5 м отповерхности земли. При этом следует составлять прогнозы водно-солевого режиматерритории и при необходимости предусматривать соответствующие природоохранныеи гидромелиоративные мероприятия. Рельеф участка должен быть спокойным с общимуклоном не более 0,01. При сложном микрорельефе следует предусматриватьпланировку участка под топографическую поверхность или под наклонную плоскость.При благоприятном рельефе местности планировка производится выборочно.

Для систем ВПО с полиэтиленовыми увлажнителями размер твердых частиц недолжен превышать 1 мм, а мутность сточных вод не более 0,04 г/л. Для систем ВПОс кротовыми увлажнителями (в дальнейшем КВПО) количество взвешенных частицдолжно составлять 0,6-1,0 г/л, а их размер не превышать 2 мм.

Оросительныесистемы внутрипочвенного орошения с полиэтиленовыми увлажнителями

Поливным участкомявляется орошаемая площадь, подвешенная к одному оросителю (до 6,25 га).Несколько поливных участков образуют модульный участок (15-20 га), несколькомодульных участков составляют поле севооборота (рис.7.1).

Оросительную сеть следуетпроектировать тупиковой. Допускается применение кольцевой сети при должномтехнико-экономическом обосновании. Оросительные трубопроводы следуетпроектировать с допустимыми уклонами ±0,001-0,005 (оптимальный 0,001). Длинаоросительного трубопровода составляет не более 250 м. Увлажнительная сетьдолжна выполняться из гладких полиэтиленовых труб диаметром 20-40 мм.Оптимальный уклон по длине увлажнителей составляет 0,001-0,004.

При поливе многолетних культур перфорациюувлажнителей следует защищать от забивки корнями растений фильтром изстеклоткани, капроновой ткани, полиэтиленовой пленкой или их комбинаций.

Для опорожнения и промывки увлажнительной сети следуетпроектировать водосборно-сборную (промывную) сеть, которая выполняется изасбестоцементных или полиэтиленовых труб диаметром не менее 100 мм, с глубинойзаложения их в почву не менее 0,5 м. Водосборно-сборные трубопроводы необходимооборудовать колодцами («сухой» и «мокрый»). Откачка сточных и промывных вод из «мокрого колодца» осуществляетсяс помощью дождевальных машин и распределяется на участке.

 

Рис. 7.1. Схема модульного участкавнутрипочвенного орошения площадью 45 га.
Условныеобозначения: 1 — водозаборное сооружение; 2 — насосная станция; 3-распределительный трубопровод 1 порядка; 4 -распределительный колодец; 5 -распределительный трубопровод II порядка; 6 -оросительный трубопровод; 7 -увлажнители полиэтиленовые; 8 -водосборно-сбросной .трубопровод; 9 — колодец-регулятор; 10 — колодец сдиафрагменным регулятором модуля; 11 — сбросной колодец; 12- граница поливного участка; 13 — граница поливного модуля; 14 — дороги полевыеи эксплуатационные; 15 — лесополосы; 16 — модульный участок; (1) – (10) -номераполивных участков площадью 4,5 га.

Системакротово-внутрипочвенного орошения (КВПО)

Системы КВПО могут использоваться,если в подготовленных сточных водах размер твердых частиц не превышает 3,0 мм,количество взвешенных веществ — 1 г/л.

Система КВПО имеетмодульные участки площадью 80-144 га (рис.7.2), которые состоят из 38-40поливных участков площадью 2-3 га. В пределах модуля можно одновременнополивать 3-4 участка.

 

Рис. 7.2. Схема модульного участкакротово-внутрипочвенного орошения.
Условныеобозначения: 1 — напорный трубопровод; 2 — головной колодец; 3 — распределительвысшего порядка; 4 -колодец переключения; 5 — распределитель низшего порядка; 6- колодец с регулятором уровня; 7 — контрольно-вентиляционный стояк; 8 -оросительный трубопровод с пористой засыпкой; 9 — кротовые увлажнители; 10 -пьезометры; 11 — номер поливного участка; 12 -граница модульного участка; 13 -граница-поливного участка; 14 — дороги полевые; 15 — блок модульного участка;16 — промывные колодцы; (1) – (10) — номера поливныхучастков.

Поливная сеть состоит изоросительных трубопроводов с пористой засыпкой в кротовых увлажнителях.Ороситель укладывается в траншею, облицованную по периметру полиэтиленовойпленкой.

Оросительный трубопроводследует изготавливать на асбестоцементных или полиэтиленовых труб. В верхнейчасти труб устраиваются водовыпуски в виде круглых отверстий. Расстояние междуними должно соответствовать половине расстояния между кротовыми увлажнителями.

Оросительные трубопроводыпрокладывают на глубине 0,65 м (до верха трубы) от поверхности почвы.Оптимальные уклоны составляют 0,0001- 0,0004, допустимые – 0 — 0,001.

Расстояние междусоседними концами оросителей 2-3 м. На этом участке нарезают кротовыеувлажнители на глубине 0,5-0.65 м и с расстоянием между ними 0,5 м. Увлажнителислужат для разгрузки концевых частей оросителей.

Сопряжение оросительноготрубопровода с кротовыми увлажнителями осуществляется через пористую засыпку(рис.7.3). В качестве пористой засыпки следует использовать щебень, гравий иликерамзит размером фракции 3-5 см. Мощность слоя пористой засыпки над оросительнымтрубопроводом не должна превышать 0,25-0,30 м. Расход пористой засыпки зависитот принятого по гидравлическому расчету диаметра оросительного трубопровода иширины открытой траншеи и составляет не менее 0,05-0,12 м3 на 1 моросительного трубопровода.

Для гашения напора ипредотвращения выклинивания сточных вод на поверхность почвы необходимо:

— водовыпускиоросительных трубопроводов прикрывать колпачками;

— сверху пористой засыпкиустраивать слой дресвы (щебень, гравий или керамзит размером фракций 0,6-2,0см) мощностью 5-7 см;

— под оросительныйтрубопровод и по периметру пористой засыпки и дресвы укладывать слойполиэтиленовой пленки;

— сверху полиэтиленовуюпленку засыпать растительным слоем мощностью 0,3 м, плотность которого должнадоводиться до естественной.

 

Рис. 7.3. Поперечный разрезтраншеи с оросительным трубопроводом и пористой засыпкой.
Условныеобозначения: 1 — почвенная засыпка; 2 -полиэтиленовая пленка ABCD; 3 — дресва; 4 — кротовыйувлажнитель; 5 — пористая засыпка; 6 — колпачок водовыпуска; 7 — оросительныйтрубопровод; 8 — фунтовая забивка пазух (глина). Размеры даны в см.

 

 

Рис. 7.4. Схемарасположения оросительной сети и кротовых увлажнителей при неблагоприятныхуклонах.
Условныеобозначения: 1 — распределительный трубопровод; 2 — колодец переключения; 3 -колодец с регулятором уровня; 4 — ось оросительного трубопровода; 5 — кротовыеувлажнители.

Нарезка кротовыхувлажнителей производится одновременно с их закреплением диаметром крепителя наглубине 0,4-0,5 м. Расстояние между кротовыми увлажнителями определяется изусловия смыкания контуров увлажнения и в зависимости от способа нарезкиувлажнителей может составлять 0,8-1,2 м. Оптимальными уклонами нарезки кротовыхувлажнителей диаметром 80 мм являются 0,003-0,006, допустимыми уклонами0,001-0,02.

При неблагоприятныхуклонах ось оросительного трубопровода с пористой засыпкой в плане может бытьломаной. В этом случае угол поворота не должен превышать 30° (рис.7.4).

Для закрепления кротовыхувлажнителей используется полимерный крепитель (раствор полимера с водой). Дляприготовления крепителя следует использовать полимеры препарат К-9 илиполиакриламид. Расход крепителя зависит от фактической влажности почвы. Расходполимерного крепителя на закрепление кротовых увлажнителей длиной 1,0 мсоставляет при влажности 50-80% НВ 1,0-1,5 л; при влажности 80-95% НВ 0,3-1,5л.

Концентрация раствораполимера при устройстве кротовых увлажнителей на тяжелосуглинистых и глинистыхпочвах представлена ниже.

Таблица 7.2

Полимер

Исходная влажность полуметрового слоя почвы, %НВ

50-65

65-80

80-90

Полиакриламид

К-9

1,5-2,0

5,0-6,0

1,0-1,5

4,0-5,0

1,0-1,5

3,0-4,0

Для промывки и опорожнения распределительнойсети в ее конце на каждом блоке модуля располагают промывной колодец. Сточныевод из промывных колодцев следует использовать в пределах системы КВГЮ безсброса за пределы полей орошения при помощи дождевальной техники ДДН-70,ДЦН-100, ДДН-10С, ДД-30, ДД-50, ДД-80.

Полив при вспашке применяется для внесения животноводческих стоков источных вод с высокой концентрацией биогенных элементов при отсутствии илидефиците воды на разбавление стоков, под линиями электропередачи, на участкахсложной конфигурации. Расчет элементов техники и норм полива при вспашкеследует выполнять в соответствии с «Рекомендациями по технологии полива привспашке навозными стоками и сточными водами», М., 1987 г.

По составу сооружений, методам проектирования и строительства и потехнологии внесения влаги и биогенных веществ в почву системы с поливом привспашке следует относить к мелиоративным системам для удобрительных поливов иутилизации сточных вод.

Специализированнаямелиоративная система для полива при вспашке состоит из накопителя сточных вод,насосной станции, транспортирующей и распределительной сети с арматурой,поливного участка и выводных борозд. Полив при вспашке осуществляетсягусеничным трактором с навесным плугом. Полив при вспашке — способ внесения поливнойжидкости в почву одновременно с пахотой. Сущность способа полива при вспашкезаключается в том, что при пересечении выводной борозды плугом поливнаяжидкость направляется автоматически в плужную борозду. При последующем проходеплуга она запахивается и процесс повторяется. На рис.7.5 представленытехнологические схемы полива при вспашке: а) полив при вспашке навстречу потокужидкости в плужной борозде; б) полив при вспашке по направлению потока; в)внесение поливной жидкости из одной или нескольких выводных борозд па загонепахоты.

Данный способ целесообразно применять для запахивания активного иласточных вод (при искусственной биологической очистке) и неразделенных сточныхвод предприятий пищевой промышленности (крахмало-паточных, гидролизных,сахарных и других).

Полив при вспашке обеспечивает надежность и равномерность распределениябиогенных веществ по поливному участку и позволяет утилизировать жидкость сбольшим содержанием взвешенных веществ (до 60 г/л) и влажностью более 92%, атакже запахивать ее в почву на глубину до 30 см. При этом не загрязняютсясельскохозяйственные растения и создается санитарно-защитная зона как и привнутрипочвенном способе полива.

Полив при вспашке можно применять на различных типах почв, а также надренированных землях. Технология данного способа полива позволяет вноситьживотноводческие стоки на участках с пересеченным рельефом и уклоном до 0,04,непригодных для других способов полива.

Полив осуществляется в агроПрофессиональный сроки проведения предпосевной,зяблевой, паровой и другой пахоты.

Гидранты и водовыпуски на распределительной сети устраиваются по команднымточкам поливного участка.

Рис. 7.5. Технологические схемы полива при вспашке.
Условные обозначения: 1 -оросительная сеть с водовыпуском; 2 — выводная борозда с указанием направлениятока; 3 — граница загона пахоты; 4 -направление пахоты; 5 — направлениехолостого хода трактора.

Расчетную годовую удобрительную нормуживотноводческих стоков вносят, как правило, за один прием. В связи сувеличением потерь биогенных веществ в зимний период норму осеннегоудобрительного полива можно увеличить на 20-50% в зависимости от фильтрационныхсвойств почвы и величины атмосферных осадков в вегетационный период. Подмноголетние травы (при перезаложении) допускается вносить двух-трех годовуюнорму осадка сточных вод за один прием.

Для полива при вспашкерекомендуется применять севооборот с составом сельскохозяйственных культур,которые позволяют проводить полив данным способом в течение всего теплогопериода года. Сроки полива назначаются по мере освобождения полей отсельскохозяйственных культур.

Поля севооборотаразбиваются на загоны пахоты в зависимости от конфигурации поля, рельефаместности, почвенных условий. На каждом загоне применяется соответствующаясхема нарезки выводных борозд. Пахота, а следовательно, и нарезка плужнойборозды выполняется в направлении основного уклона. На участках с уклоном выше0,02 пахота проводится под углом к основному уклону. Длина загона пахоты можетсоставлять 300-500 м и более в зависимости от изменения уклона участка. Длинавыходных борозд рекомендуется 80-100 м. Ширина загона пахоты принимается равнойодной или двум длинам выводных борозд в зависимости от схемы полива. Загоны,обслуживаемые одним распределительным трубопроводом, определяют площадь иконфигурацию поливных участков на поле севооборота. Для предотвращенияслучайных сбросов по уклону в нижней части загона перед поливом пропахиваетсязащитная полоса шириной от 1 до 10 м в зависимости от уклона местности.

8. ДРЕНАЖ НАОССВ

Дренаж следуетпроектировать согласно СНиП 2.06.03-85, ВСН33-2.2.03-86 и требованиям санитарных норм к качественному составуотводимого дренажного стока. Специфика работы дренажа на ОССВ изложена ниже.

В изысканиях припроектировании осушительной сети на ОССВ должны учитываться следующие факторы:

— условия водного питания(ОССВ не рекомендуется устраивать в местах с напорным грунтовым питанием ипериодически затопляемых поймах рек);

— основныеводно-физические Монтаж почвогрунтов (мощность, гранулометрическийсостав; коэффициенты фильтрации и водоотдачи пахотного и подпахотного слоев);

— пучинистые свойствагрунтов и распределение их по площади (в случае заложения дренажа в зонуустойчивого промерзания);

— агрохимическиепоказатели (реакция почвенного раствора и плотность почв, содержание общегогумуса, содержание водорастворимых токсичных солей, тяжелых металлов и другихзагрязняющих веществ в пахотном слое);

— нормы орошениясельскохозяйственных культур и нормы осушения.

Необходимость устройствадренажа в зонах недостаточного увлажнения устанавливается прогнозом водно-солевогорежима почв ОССВ и прилегающей территории в существующих и проектируемыхусловиях с учетом оросительных норм и химического состава сточных вод иживотноводческих стоков, биологических особенностей сельскохозяйственныхкультур, требований охраны окружающей среды. В прогнозных расчетах количествоазотистых соединений, фильтрующихся через зону аэрации, следует принимать вразмере 5-10% от годовой нормы внесения с поливными водами.

Для зон избыточного инедостаточного увлажнения осушительные системы на ОССВ проектируются из расчетаотведения избыточной влаги в годы 10%-ной обеспеченности осадками.

Гидравлические расчетыканалов проводятся в соответствии с СНиП 2.06.03-85, расчетные гидрогеологические Монтажводоприемников дренажной сети определяются в соответствии с СНиП 2.01.14-85и СНиП2.06.04-82. Параметры закрытой дренажной сети рассчитывают по формуламнеустановившейся фильтрации с учетом критических условий (например, затоплениеповерхности ОССВ).

Основными расчетнымипериодами являются весеннее половодье и летне-осенние паводки, вызываемыеатмосферными осадками. Глубина почвенно-грунтовых вод (нормы осушения), котораядолжна быть достигнута к концу расчетного периода, принимается по табл.8.1.

Интенсивность сработкиуровня поверхности грунтовых вод (УПГВ) между соседними дренами определяется потабл.8.2.

При наличииповерхностного стока с территории вышерасположенного водосбора по границамучастка дренированной системы устраивают нагорные каналы. В случае поступленияна ОССВ грунтового потока с внешнего водосбора в местах с наименьшей мощностьюводоносного пласта устраивают ловчие каналы или дрены с хорошо проницаемойтраншейной засыпкой.

Таблица8.1

Норма и продолжительностьосушения почвогрунтов на ОССВ

Параметры

Земельные угодья и сельскохозяйственные культуры

Пашня, яровые и озимые зерновые

Пастбище, многолетние травы

Сенокос, многолетние травы

Норма осушенияпочвогрунтов, см:

 

 

 

глина и тяжелыйсуглинок

30

30

30

средний и легкийсуглинок

40

40

40

Супесь

35

35

35

Песок

30

30

30

низинный торфяник

50

50

40

Продолжительностьосушения, сут

3-5

5-7

7-10

Обеспеченность, %

10

10

10

Таблица 8.2

Сроки отвода избыточной грунтовойвлаги и средние скорости понижения УПГВ

Сельскохозяйственное использование земель

Продолжительность стояния УПГВ, сут.

Скорость снижения УПГВ, см/сут.

в пахотном слое

в корнеобитаемом слое

в пахотном слое

в корнеобитаемом слое

Кормовыесевообороты

Сенокосы

1,5

3

5

7

20

 

10

 

Для повышения степениочистки сточных вод и животноводческих стоков глубина заложения дренажных трубдолжна быть не менее 0,9 м. Не допускается прямой сброс поливной воды в открытыеканалы, например, путем создания уклона поверхности к каналу, выпуска борозд внего и т.д. При проектировании дренажных систем на ОССВ необходимопредусматривать:

— отвод воды из колодцеви камер, находящихся на оросительной системе;

— исключение пересеченийв плане оросительных трубопроводов;

— размещение смотровыхколодцев вне поливных участков (по границе полей, у дорог и т.п.).

На системахкруглогодового орошения следует предусматривать закладку регулирующей дренажнойсети ниже глубины промерзания грунтов.

Размещение дренажной сетив зоне промерзания, пускается при следующих условиях:

— устройстве засыпки изпесчано-гравийной смеси с коэффициентом фильтрации в талом состоянии не мене 30м/сут. на всем протяжении дрен и коллекторов с доведением ее до подошвыпахотного слоя;

— применениипреимущественно пластмассового дренажа;

— устройстве обсыпки гидрантов, колец смотровых и регулирующих колодцевслоем 50 см от поверхности почвы воизбежание их деформации под действием сил пучения

Дренаж в любой по обеспеченности глубины промерзания год долженгарантировать сработку надмерзлотных вод к моменту первого полива.

Особенностипроектирования закрытого дренажа, закладываемого в зону сезонного промерзания

При большой глубине промерзания и соответствующем экономическомобосновании дрены можно закладывать в зону промерзаний при устройствефильтрующей засыпки и соблюдении мероприятий по предотвращениюобразования ледяных пробок.

В случае заложениядренажа в зону устойчивого промерзания необходимо определять пучинистыесвойства грунтов и учитывать при проектировании их распределение по площади.

1. Закладывать дрены взону промерзания не рекомендуется в неоднородных по степени пучнистостигрунтах, когда сильно пучинистые грунты составляют не менее 20% по площади,

2. Наиболее целесообразноприменение осушительных систем, состоящих из одиночных полиэтиленовых дрен сзасыпкой из песчано-гравийной смеси или другого фильтрующего материала,доводимого до подошвы пахотного слоя.

Засыпка дренажных траншейдолжна иметь необходимую величину коэффициента фильтрации в мерзлом состоянии,при котором она не будет лимитировать отвод избыточной воды из корнеобитаемогослоя после его оттаивания. При этом должно соблюдаться условие

где: Км- коэффициент фильтрации засыпки в мерзлом состоянии, м/сут;

Ко- коэффициент фильтрации пахотного слоя в талом состоянии,

hn -мощность пахотного слоями, м; b -ширина траншеи, м.

Коэффициент фильтрации засыпки из песчаных ипесчано-гравелистых грунтов рекомендуется определять по одной из формул:

а) при известномгранулометрическом составе грунта в мерзлом состоянии

б) при известной величинекоэффициента фильтрации засыпки в талом состоянии

;

где η- коэффициентразнозернистости грунта;

n — пористость;

i — объемная льдистость;

γ — коэффициенткинематической вязкости, принимаемый равным 0,0179 см2/с;

d17 — диаметр частиц грунта 17-процентнойобеспеченности, определяется по кривой гранулометрического состава засыпки, см.

Для определения объемнойльдистости засыпки из несвязанных грунтов может использоваться следующаязависимость

где μ -коэффициент водоотдачи.

В отсутствие данных окоэффициенте водоотдачи при К0 ³ 15 м/сут. его величина определяется по формуле

где h — высота слоя фильтрующегося материала наддреной.

Способ осушения и виддренажа на ОССВ назначается в зависимости от степени окультуренности участка.

При строительстве ОССВ на слабоокультуренных почвах(мощность слоя менее 15 см, содержание гумуса 1,5-2%, коэффициент фильтрацииверхнего слоя менее 0,5 м/сут) следует предусматривать агромелиоративныемероприятия и выборочный закрытый дренаж. Агромелиоративные мероприятия на ОССВне должны ускорять поверхностный сток.

На среднеокультуренныхпочвах (содержание гумуса 2-3%, коэффициент фильтрации 0,5-1,0 м/сут) следуетпроектировать закрытые осушительные системы из трубчатого дренажа в сочетании смероприятиями, ускоряющими внутрипочвенный сток.

В неустойчивых длякротования грунтах с числом пластичности более 7 рекомендуется устройстводвухъярусного дренажа с бесполостными дренами верхнего яруса. Трубчатые дренынижнего яруса закладываются на расстоянии 20-40 см друг от друга. Бесполостныедрены верхнего яруса устраиваются перпендикулярно дренам нижнего яруса, через3-7 м, с максимальной глубиной заложения в устье 0,5 м по уклону местности сзасыпкой хорошо фильтрующим материалом. Заложение дрен следует предусматриватьниже предельно допустимого уровня грунтовых вод и на глубину не менее 0,3 м.

Хорошо окультуренныепочвы (мощность пахотного слоя более 25 см, содержание гумуса 3,5-5% икоэффициентом фильтрации более 1 м/сут) рекомендуется осушать систематическимтрубчатым двухъярусным и комбинированным дренажом.

Конструкциякомбинированного и двухъярусного дренажа и их расчет приведены ниже.

Для улучшения свойствпочвогрунтов тяжелого механического состава или слабоокультуренных почв исоздания благоприятного водно-воздушного, теплового и биохимического режима,обеспечивающего очистку сточных вод в корнеобитаемом слое почвы, необходимопроводить глубокое рыхление, кротование и щелевание с внесением химическихмелиорантов. Все агромелиоративные мероприятия предусматриваются как на обычныхосушаемых землях, так и на фоне орошения.

Дренажные трубы дляустройства закрытой регулирующей сети и конструктивные элементы принимаются сучетом требований СНиП 2.06.03-85.

Расчеткомбинированного и двухъярусного дренажа

Комбинированный дренажсостоит из закрытых собирателей (ЗС) трубчатого дренажа и кротовин, нарезанныхпод углом к линиям дрен с уклоном не более 0,01 (рис.8.1).

.

Рис.8.1.Комбинированный дренаж.
Расстояние между закрытыми собирателями 20-30 м; расстояние междукротовинами 1,2-2,0 м; глубина заложения кротовин 0,4-0,5 м; ширина траншеи0,25 м (ЭТЦ-2011), 0,16 м (МД-12); средняя высота слоя засыпки траншеи 0,6 м.Условные обозначения: 1 -закрытые собиратели, 2 — кротовины, 3 — засыпкафильтрующим материалом, 4 — пахотный горизонт.

Расстояние междузакрытыми собирателями при комбинированном дренаже Е определяется изсистемы уравнений

 

 

где dk2,1 – диаметр кротовин, м;

F(η) — функция, зависящая от относительной глубины η , значениякоторой приведены в м в табл.8.3;

nk <-шероховатость стенок кротовины, принимаемая равной 0,08-0,012;

q’ — удельная приточностьк кротовине, м2/с;

k — коэффициент фильтрациизасыпки закрытых собирателей, м/сут.

По заданным значениям dk2,1 ,nk,q’, k и ηо= 1,0 строятся графики зависимости величины Е от η,точка пересечения которых дает искомые значения.

Учитывая, что срок службыкротовин не превышает 2-3-х лет на землях, осушенных комбинированным дренажем,необходимо вводить в технологию сельскохозяйственного производства операции поих возобновлению (табл.8.4).

Двухъярусный дренажпредставляет собой сочетание материального дренажа, уложенного на двух уровнях.Его устройство рекомендуется в неустойчивых для кротования грунтах с числомпластичности ³ 7.

Нижний ярус (НЯ)выполняется в виде трубчатого дренажа с фильтрующей засыпкой, верхний ярус (ВЯ)- в виде бесполостного дренажа, т.е. траншей, заполненных фильтрующимматериалом (рис.8.2).

Расстояние между дренаминижнего яруса определяется по формуле

,

где К3- коэффициент фильтрации заполнителя дрен, см/с;

hдр и b’ -соответственно высота и ширина бесполостной дрены, см;

q’ — приточность на одинпогонный метр длины, см2/с.

Таблица 8.3.

η

F(h)

h

F(h)

h

F(h)

0,00

0,0

0,25

0,009208

0,70

0,1744

0,05

0,0000023

0,40

0,0934

0,75

1,5526

0,10

0,0000827

0,45

0,1635

0,80

1,9940

0,15

0,000676

0,50

0,2673

0,85

2,4927

0,20

0,002967

0,55

0,4130

1,00

4,1529

Таблица 8.4

Ориентировочный срок службыкротовин в минеральных грунтах

Масса воздушно-сухого остатка в воде после просеивания

Морфологическая характеристика остатка

Срок службы кротовин

10-20

Хорошосохранившиеся крупные суглинистые и глинистые агрегаты

Хорошосохраняются 3-4 года

4-10

Крупные и мелкие суглинистыеагрегаты

Сохраняются 2-3 года, в отдельных случаях 1-2 года

4

Мелкиесуглинистые и глинистые агрегаты

Срок действия и одного года

1

Мелкиесуглинистые и глинистые агрегаты, орт штейны, зерна кварца

Кротовины заплывают спустя 2-3 месяца после устройства

К3 определяется по формуле:

где h — коэффициент разнозернистости материала;

n — пористостьзаполнителей;

γ — коэффициент кинематической вязкости воды, см2/с;

d60 и d10 — диаметры частиц грунта60-ти и 10-ти процентной обеспеченности соответственно, см. В случае примененияв качестве заполнителя щебня и отсутствия данных, значения пористости можнопринять: при округленной форме частиц 0,35-0,45, при угловатой 0,45-0,50.Наиболее оптимальная крупность частиц щебня или гравия характеризуетсявеличиной d17 =2 см.

Рис.8.2. Двухъярусныеосушительные системы.
а) в плане: I — дрены НЯ соединяются с коллектором, II — одиночные дрены НЯ; б) вертикальный разрез поА-А; в) горизонтальный разрез по Б-Б: 11 — вариант со сплошнойзасыпкой траншеи НЯ, 21 — вариант с засыпкой траншеи НЯ вместах сопряжения с дренами ВЯ.
Условные обозначения: 1 — дрены ВЯ, 2- дрены НЯ, 3 -узлы сопряжения дрен ВЯ и НЯ, 4 — пахотный слон, 5 -заполнительдрен ВЯ, 6 — засыпка траншеи НЯ.

Ширина траншеи нижнегояруса находится в пределах от 0,1 до 0,5 м, минимальный уклон составляет 0,002.Засыпку дрен рекомендуется выполнять из того же материала, что и бесполостныедрены. Для экономии фильтрующего материала при устройстве закрытых собирателейцелесообразна замена сплошной фильтрующей засыпки на узлы сопряжения дрен ВЯ снижним ярусом. Конструкция узлов сопряжения представлена на рис.8.2.

При строительствебесполостного дренажа заполнитель дренажных траншей (щелей) должен быть защищенсверху рулонным ЗФМ для предотвращения просыпания внутрь заполнителя дрены,засыпаемого в траншею (щель) грунта.

9. ИНЖЕНЕРНО-Профессиональный МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД

Составинженерно-технических и природоохранных мероприятий определяется результатамипрогнозной опенки воздействия орошения сточными водами и животноводческимистоками на все компоненты окружающей среды — воздух, почву, поверхностные иподземные воды, сельскохозяйственную продукцию и животных.

Необходимость устройствана ОССВ сооружений по предотвращению отрицательного влияния на водоприемникисброса поверхностного и дренажного стока определяется прогнозными расчетами ихобъемов и качества в соответствии с требованиями «Правил охраны поверхностныхвод».

Расчет объемов паводковогои ливневого поверхностного стока проводится по «Методике расчета характеристикливневого и паводкового стока различной обеспеченности с малых водосборов».Могут использоваться и другие методики, принятые в конкретных регионах, а такжеданные, полученные на системах-аналогах. Объем дренажного стока определяется,согласно СНиП 2.06.03-85.

Качество поверхностного идренажного стока определяется прогнозными расчетами выноса веществ с ОССВ всоответствии с Пособием к СНиП 2.06.03-85 «Определение расчетных концентраций минеральных,органических веществ и пестицидов в дренажном и поверхностном стоке смелиорируемых земель» и ВСН33-2.2.03-86. В расчетах коэффициент, характеризующий остаточное количествоподвижных форм минерального азота от нормы внесения органических удобрений,следует изменить с 0,002 NO2 на 0,05 NO2 для дренажного стока и на 0,03 NO2для поверхностного. На полях, занятых многолетними травами, вышеуказанныйкоэффициент при расчетах поверхностного стока не меняется.

Если основные расчетные параметры качества водыливневого или паводкового поверхностного и дренажного стока показали ихнепригодность для сброса в водоприемник, необходимо обеспечить сбор,аккумулирование в накопителях и доочистку загрязненного стока на сооруженияхпочвенно-биологической очистки (буферных площадках, биологических прудах,ботанических площадках, биоплато с высшими водными растениями, системе поливапо склону, полях фильтрации).

Для перехватаповерхностного стока и направления его в накопители или на доочисткуиспользуются валики, которые устанавливаются:

— по нижней границе полейс поверхностными способами полива;

— на дренированныхсистемах — по нижней границе только тех участков массива, где прогнозируетсязагрязнение поверхностного стока;

— на дренированныхсистемах с открытой проводящей сетью — вдоль каналов по нижней границе полейсевооборота.

Параметрыводоудерживающих валиков определяются рельефом местности и расчетным объемомстока. Возможно совмещение эксплуатационных дорог с оградительными валиками.

Если орошение сточнымиводами осуществляется только в вегетационный период, то при соответствующемобосновании прогнозными расчетами возможно отведение весеннего стока с массиваорошения в водоприемник. Концентрацию загрязняющих веществ в сбросных водахвесеннего половодья определяют для устьевых частей транспортирующих каналов,впадающих непосредственно в водоприемник, на спаде весеннего половодья прирасходах 10%-ной обеспеченности.

Объем накопителяповерхностного и дренажного стока определяется водохозяйственными расчетами с учетомобъема весеннего половодья, объема загрязняющего стока, количества осадков,распределения ливневого стока по месяцам. Расчет проводится по месяцам 5, 50,75%-ной обеспеченности.

Накопители надлежитустраивать в пониженных участках рельефа в виде копани или овражно-балочноготипа, которые создаются путем перегораживания плотиной. Облицовка накопителейдренажного и поверхностного стока, а также устройство противофильтрационногоэкрана обосновываются технико-экономическими расчетами.

Накопители могут бытьизолированными для сбора только поверхностного или только дренажного стока исовмещенными, когда весь поверхностный и дренажный сток аккумулируется в одномсооружении.

Накопители могут бытьтранзитного и нетранзитного типа. В нетранзитном накопителе собираютсязагрязненные воды, в которых концентрация загрязняющих веществ выше ихпредельно допустимых величин для сброса в водоемы. При этом учитываетсяхозяйственное значение водоема. Кондиционные воды сбрасываются в водоприемник,минуя накопитель. Объем нетранзитных накопителей определяется количествомповерхностного или дренажного стока на год расчетной обеспеченности.

Накопители транзитноготипа больших объемов должны сооружаться при регулировании местного стока и использованииего в качестве источника для разбавления сточных вод, промывки системы иобеспечения полива сельскохозяйственных культур в маловодные годы, а также призначительной удаленности его от оросительной системы. Необходимостьстроительства такого накопителя должна обосновываться технико-экономическимирасчетами.

Совмещенные и транзитныенакопители должны оборудоваться регулирующими и сбросными сооружениями,общепринятыми в мелиорации на обычном орошении.

При эксплуатациинакопителей следует предусматривать мероприятия по предупреждению выплодакомаров.

Для водооборотных системобъем аккумулированной воды во время вегетационных поливов при низкойводообеспеченности превышает потребности в орошении. Избыток воды можетсбрасываться в водоприемник в весенний период.

Возможные объемы сработкирассчитываются по формуле

Qcбp.р%= Qр% (ПДК — Ср%) / (Снак.р%- ПДК),

где Qcбp.р%- максимальный возможный расход сброса в год Р% обеспеченности, м3/с;

Qp% -расход в водоприемнике Р% обеспеченности, м3/с;

ПДК — предельно-допустимаяконцентрация в водоприемнике лимитирующего ингредиента, мг/л;

Ср%)- концентрация лимитирующего ингредиента в водоприемнике, мг/л;

Снак.р% — концентрация лимитирующего ингредиента в накопителе, мг/л. Расчетведется по ряду лет, но не более 25. за отрезки времени, не превышающие декаду.

Буферные площадкипредназначены для задержания и доочистки поверхностного стока с территорииземледельческих полей орошения. Размещают площадки по низовым краям поливныхучастков полей севооборота. Если это невозможно по местным условиям, топредусматривается система каналов и валиков, обеспечивающая coop и подачу стока с каждого обособленногогидрологического участка массива орошения на нижерасположенные буферныеплощадки или пруды-накопители поверхностного стока. В зависимости от уклонаповерхности и допустимой глубины наполнения буферные площадки устраиваютсяодноярусными при уклонах от 0,005 до 0,01, многоярусными при уклонах более 0,01или в виде прудов-ложбин при уклонах не менее 0,008. Максимальная глубинанаполнения буферных площадок не должна превышать 0,6-0,8 м для зоны избыточногоувлажнения и 0,7-1,2 м для зон достаточного увлажнения. Продолжительностьзатопления должна соответствовать срокам выдерживания затопления выращиваемымикультурами в зависимости от периодов вегетации.

Объем буферных площадокдолжен рассчитываться на 2-х часовое отстаивание паводкового весеннего стока5%-ной обеспеченности.

Буферные площадки ивалики не предусматриваются, если весь поверхностный сток будет поступать по водоотводящейсети в пруды-накопители стока или на резервные территории.

Сбросные воды с орошаемыхучастков для очистки можно направлять на участки оросительной сети с поливом посклону. Устройство оросительной сети на участках с уклонами от 0,02 до 0,08 также следует осуществлять поливом по склону. Поверхность таких участков должнабыть спланирована и засеяна многолетними влаголюбивыми злаковыми травами.

Поливные нормыпринимаются от 2000 до 5000 м /га в сутки для зон с достаточным увлажнением идо 10000 м /га в сутки для аридной зоны. Технологию доочистки стоков поливом посклону следует проектировать согласно «Временным рекомендациям по очисткесточных вод методом полива по склону, засеянному многолетними травами», М.: НПО«Прогресс», 1986.

10. БИОЛОГИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТНОГО И ДРЕНАЖНОГО СТОКА

Очистка дренажного иповерхностного стока по влажные годы, когда ограничено использование воды наорошение, может осуществляться на биологических сооружениях. Эти сооруженияиспользуют способность высших водных растений (ВВР) и водорослей какбиофильтров разлагать и усваивать органические и минеральные соединения. К нимотносятся: русловые и инфильтрационные биоплато, каскады каналов-биопрудов,каскады интенсивно дренируемых площадок.

10.1. Русловоеи инфильтрационное биоплато

Биоплато -гидротехническое сооружение, использующее естественные свойства высшей воднойрастительности, бактериальных поселений зарослей, планктоновых водорослей,способных разлагать, поглощать и преобразовывать органические и неорганическиезагрязнители (соли тяжелых металлов, пестициды), обеспечивая доочистку воды.

Различают русловое иинфильтрационное биоплато.

1. Русловое биоплато представляетсобой водоток или участок водотока, на котором создается определенный гидравлическийрежим, благоприятный для жизнедеятельности ВВР.

Для доочисткиповерхностного и дренажного стока в водосборных и сборных каналах с расходом до1 м3/с ВВР засаживают чередующимися полосами 5-10 м по шириневодотока, создавая барьер поступающим загрязнителям. На водоемах (буферныхплощадках, прудах-фильтрах, накопителях поверхностного и дренажного стока) ВВРвысевают вдоль береговой зоны.

Очистка обеспечиваетсяпри следующих условиях:

— концентрация фосфора, который являетсялимитируемым показателем, не должна превышать 50 мг/л;

— площадь, занимаемаяВВР, должна быть не менее 60%

— акватории каналов иводоемов; ■

— скорость течения потокав каналах должна быть не более 0,3 м/с.

Требуемая глубина воды в биоплатои плотность посадки ВВР представлены в табл. 10.1.

Таблица10.1

Растение

Плотность посадки, шт/м2

Глубина воды, м

Камыш озерный

7-9

1,0-1,2

Рогоз узколистный

6-7

1,5-2,5

Рогозшироколистный

4-6

1,5-2,5

Тростник обыкновенный

0,8-1,2

Сусак зонтичный

15-20

0,5-1,2

Осока водяная

5-6

до 0,8

Манник водный

30-40

до 0,8

Элодея канадская

0,25-0,5*

Роголистниктемно-зеленый

2,0-2,5*

Ряска маленькая

0,5-0,7*

*Плотность посадкидана в кг/м3.

При глубине воды всооружениях от 0,8 до 1,2 м рекомендуется высаживать тростник, роголистниктемно-зеленый и элодею канадскую, при глубине 1,5-2,5 м — рогоз узколистный.Вдоль берегов и откосов сооружений, а также в мелководной зоне водоеманеобходимо высаживать тростник, камыш, сусак, манник водный, рогозшироколистный, осоку.

В каналах иводоприемниках с расходом воды более 1 м3/с рекомендуется устройствоучастка биоплато с помощью подпорногосооружения. Оно должно обеспечивать постоянную глубину воды 1,0-1,5 м искорость потока 0,1-0,3 м/с в меженный вегетационный период. Пропуск паводкаосуществляется через подпорное сооружение.

Длина биоплатоопределяется по формуле

,

где L- длина биоплато, км;

V — скорость воды на биоплато, м/с;

fБПК — коэффициент очистительной способности биоплато,г О2/(м3 с);

С0БПК, СLбпк — концентрацияорганического вещества по БПК на входе и выходе биоплато соответственно, г О2/л.Коэффициент fБПК для загрязненного дренажного и поверхностногостока с БПК более 15 г О2/л равен 7,1×10-4, с БПКменее 15 г О2/л — 1,9×10-4.

II. Инфильтрационноебиоплато (биоинженерное сооружение) — водоохранноесооружение с фильтрующим основанием и посадками ВВР (рис. 10.1). Движение жидкостив этих сооружениях обеспечивает очистку в горизонтальной плоскости череззаросли растений, а в вертикальной через корнеобитаемый, насыщенный микрофлоройслой грунтов.

Инфильтрационные биоплатона оросительных системах с использованием сточных вод могут быть выполнены ввиде локализованных в естественном рельефе или специально обвалованных площадокс фильтрующим основанием и трубчатым дренажем. Поверхностью биоплато являетсяискусственно созданный ландшафт с древесно-кустарниковой и высшей водной растительностью,которая занимает 10% акватории сооружения.

 

Рис. 10.1.Принципиальная технологическая схема очистки поверхностного и дренажного стокав инфильтрационном биоплато:
I — зона горизонтального движения воды (очистка вводной толще); II — зона инфильтрации (очистка в фильтрующей толщегрунтов); 1 — трубопровод подачи загрязненной воды в биоплато; 2 — высшиеводные растения; 3 — фильтрующее основание; 4 — дренаж; 5 -сброснойтрубопровод; 6 — дамба обваловывания; i — уклон поверхности дна

Площадь биоплато зависит от концентрациизагрязняющих веществ, оставшихся в поверхностном или дренажном стоке, иопределяется по формуле, предложенном В.Г. Магомедовым,

S = Q Тк.опт./Н,

где S — площадь биоплато, м ;

Н — высота столба воды в сон оружении, м (обычно0,2-1,5, но не менее 0,1);

Q — расход воды, поступающейна доочистку, м3/сут;

Тк.опт — оптимальное время контакта потока с ВВР, при котором достигаетсятребуемое снижение концентрации загрязняющих веществ, сут;

Тк.опт = α1Тk1 + α2Тk2 + … + αnТkn,

здесь α1, α2,…, αn — доли относительного содержания загрязнителей,превышающих ПДК;

Т1, Т2,…, Ткn — оптимальное время контакта потока с каждымзагрязнителем, сут. Ориентировочно Тк. может быть определенопо рис. 10.2.

Расчет биоплато можновыполнять на персональном компьютере по специальной программе, разработанной АО«Омскводпроект».

Мощность фильтрующегооснования принимается 1,0-1,2 м в зависимости от глубины проникновения корневойсистемы растений в грунт. В качестве фильтрующего материала могутиспользоваться гравий, щебень, песок, песчано-суглинистые грунты скоэффициентом фильтрации не менее 0,1 м/сут. Толщина илистого слоя,укладываемого на фильтрующее основание, должна быть не менее 0,1 м дляраспределения в ней корней растений. Трубчатый дренаж должен укладываться вгрунт основания биоплато так, чтобы верх обратного фильтра дренажной засыпкибыл на одном уровне с поверхностью основания. В случае укладки на основаниебиоплато слоя подготовки, верх обратного фильтра должен быть ниже поверхностиподготовки.

Длина зоны инфильтрации,т.е. биоплато, в пределах которой часть стока профильтруется через грунт вдренажную сеть, определяется по формуле

,

 

где Lф- длина зоны инфильтрации, м;

Q — расход воды у водовыпуска, м3/сут;

В — ширина биоплато вблизи водовыпуска, м;

k — средний по площади биоплато коэффициентфильтрации грунта, м/сут.

Дренажная сеть в основании биоплощадокпроектируется перпендикулярно потоку воды.

Рис. 10.2. Интегральные кривые удельной очистительной способности ВВРинфильтрационного биоплато.
1 -нитраты; 2 — нитриты; 3 — аммоний; 4 — органические вещества по ХПК; 5 -сульфаты; DС — требуемое снижениеконцентрации загрязняющего вещества, %; Тк. — оптимальноевремя контакта потока с загрязнителем, сут.

10.2. Каскад каналов-биопрудоВ

Каскад каналов-биопрудов(рис. 10.3) предназначен для доочистки загрязненного поверхностного идренажного стока и включает следующие конструктивны элементы:

— секции каналов-биопрудовтрапецеидального поперечного сечения для культивации высшей воднойрастительности;

— водопропускные трубы сустьевыми сооружениями и оголовками, обеспечивающие последовательную подачуочищаемых вод из одной секции в другую;

— трубопроводы подачизагрязненных вод и сброса очищенных вод;

— эксплуатационные дорогидля перемещения механизмов и техники.

Полезный объемканалов-биопрудов WK определяется по необходимой продолжительности пребывания подаваемых наочистку вод

Wk=tpQcт

где tp — необходимая продолжительность пребывания вкаскаде среднесуточного расхода, сут;

Qcт — среднесуточный расход, м’/сут.

Необходимаяпродолжительность пребывания ьоды t: в каскаде каналов-биопрудов определяется поформуле

где kli — коэффициент скорости самоочищения но i-му загрязняющему веществу, сут-1(ориентировочные значения в зависимости от температуры очищаемых вод приведеныв табл.10.2);

k2 — коэффициент объемного использования(для секцийканалов-биопрудов с соотношением длины к ширине 20:1 и более равен 0,8; приотношении 1:1-3:1 равен 0,35; для промежуточных значений определяетсяинтерполяцией);

ciвx — концентрация i-гo загрязняющего вещества вподаваемой на очистку воде, мг/л;

cic6р, — концентрация i-гoзагрязняющего вещества в очищенных водах, мг/л.

Рис. 10.3. Каскад каналов-биопрудовдля доочистки загрязненного поверхностного и дренажного стока.
Условные обозначения: 1 — секцииканалов-биопрудов; 2 -водопроводные трубы; 3 — устья водовыпускных труб; 4-трубопровод подачи загрязненных вод; 5 — водовыпуск очищенных вод; 6 -эксплуатационные дороги.

Таблица 10.2

Коэффициенты скоростисамоочищения в каскадах каналов-биопрудов на фоне биоценозов рогозаузколистного и тростника, сут-1

Загрязняющее вещество

Температура воды,ºС

1-5

5-10

10-15

>15

Органическоевещество по БПК5

0,06

0,11

0,12

0,12

NH4

0,05

0,12

0,16

0,18

Рmin

0,03

0,07

0,09

0,10

В качестве окончательногозначения необходимой продолжительности пребывания воды в каскаде каналов-биопрудовпринимается наибольшее из определенных по зависимости

tp=max{tБПК5, tNH4, tmin }

Общая площадь зеркалаводы F3 в каналах-биопрудахопределяется по органической нагрузке и должна быть не менее

где са- равновесная концентрация кислорода в воде, мг О2/л;

сБПКвх, сБПКсбр — значения БПК5 в подаваемых наочистку и сбрасываемых водах, мг О2/л;

ссбр — концентрация кислорода, которую необходимо поддерживать в сбрасываемых водах, мг О2/л;

Га — атмосферная аэрация, мг/(м2сут), при дефиците кислородаравном 1 принимается в среднем 3500.

Рабочая глубина секций каналов-биопрудов принимается от 0,5 до 1,0 м взависимости от вида культивируемой водной растительности. Ширина секций по днудолжна быть не менее 1,0 м с учетом возможности использования землеройной и эксплуатационной техники для очисткиот отложений наилка.

Надводные откосыканалов-биопрудов и межканальные дороги следует засаживать влаголюбивымимноголетними травами, выдерживающими длительные сроки затопления и подтопления:канареечником тростниковидным, овсяницей тростниковидной, райграсом и т.п.

Дно и постояннозатопленные части откосов каналов-биопрудов должны засаживаться высшей воднойрастительностью, преимущественно рогозом узколистным, тростником, элодеей канадской,ряской. Посадка рогоза и камыша осуществляется корневищами с одной-двумярастущими почками, плотность посадки 1-2 шт. на 1 м2, элодеиканадской — черенками, плотность посадки 0,25-0,5 кг/м2.

При посадке воднойрастительности необходимо соблюдать ярусный принцип ее расположения: в первыхсекциях высаживаются рогоз и тростник, обладающие наиболее высокойпоглотительной способностью, в средних — элодея канадская, обеспечивающаязначительную фотосинтетическую аэрацию, в последних — растения-индикаторы, произрастающиетолько в чистой воде.

При заилении отдельныхсекций более 10-15 см необходима очистка каналов от отложений наилка, котораяосуществляется экскаватором Э-304 с ремонтным ковшом. Для уменьшения выносавзвешенных веществ и сохранения устойчивого биоценоза очистку рекомендуетсяосуществлять пунктирно, т.е. первый год чистить каналы с четными номерами, а наследующий год — с нечетными номерами.

10.3. Каскад интенсивно дренируемых площадок

Каскад интенсивнодренируемых площадок (рис. 10.4) предназначен для доочистки загрязненногоповерхностного и дренажного стока и включает следующие конструктивные элементы:

— подводящий трубопроводили канал для подачи сточных вод от пруда-накопителя на головное сооружение;

— головное сооружение,обеспечивающее равномерное распределение подаваемой на очистку воды,выполненное в виде перфорированного трубопровода или железобетонного лотка сводосливом;

— секции канала скреплением головных сооружений в виде наброски щебня, бетонных плит и т.п.;

— грунтовый биофильтр, состоящийиз корнеобитаемого слоя, являющегося субстратом для корневой системы растений,и песчаный фильтр;

— дренажная система,предназначенная для отвода йоды с заданной гидравлической нагрузкой, котораяможет быть выполнена в виде трубчатых и бесполостных дрен;

— перемычка, разделяющаясооружения на отдельные секции;

— водосбросной канал(лоток) для сбора очищенной воды и отвода ее в пруд-накопитель очищенных водили водоприемник;

— водосборная труба,предназначенная для сброса воды из канала при гидравлических нагрузках,превышающих водоотводящую способность дренажной системы;

— эксплаутационная дорогадля перемещения механизмов и техники

.

Рис. 10.4. Каскадинтенсивно дренируемых площадок для доочистки загрязненного поверхностного идренажного стока.
Условные обозначения: 1 -трубопровод; 2 — накопитель; 3 — секции сооружения; 4 — секции канала; 5 -грунтовый биофильтр; 6 — песчаный фильтр; 7 — дренажная система; 8 — перемычка;9 — водосборный лоток; 10 -водосборная труба; 11 — эксплуатационная дорога.

Для устройства сооружений данного тына пригодныучастки с уклонами поверхности 0,04-0,08 на почвах тяжелого, среднего и легкогомеханического состава и с близким залеганием водоупора. В другихгидрогеологических условиях требуется осуществление мероприятий попредотвращению загрязнения грунтовых вод.

Режим подачи загрязненных вод на сооружениепрерывистый, полив в течение 2-7 сут, перерыв 2-7 сут и зависимости от толщиныи стабильности фильтрационных свойств биофильтра.

Длительность периодаэффективной работы сооружений в течение года определяется продолжительностьюпериода со среднесуточными температурами более 5-7 ºС.

Расчетные сезонныенагрузки на сооружение (их предельные значения) в условиях Северо-Запада Россиисоставляют, кг/га:

по общему азоту — до 1400;

по общему фосфору — до310;

органическая по БПК5- до 1900.

Расчетная сезоннаягидравлическая нагрузка составляет 60000 м3/га.

Расчетный расход Qг(в м3/сут) по сезонной гидравлической нагрузке определяется поформуле

где F — суммарная площадь всех площадоксооружения, га;

qг — гидравлическая нагрузка, м3/га;

Т — суммарная продолжительностьполивов в течение сезона, сут.

Расчетный расход QN,P,БПК. (в м3/сут) по сезонным органическим ибиогенным нагрузкам определяется по формуле

где mN,P,БПК — нагрузка, кг/га;

CN,P,БПК — концентрация азота, фосфора и значение БПК5в поступающих на доочистку загрязненных водах, г/м3 .

В качестве окончательногорасхода Qp подаваемых на очистку сточныхвод принимается наименьший

Qp = min{Qг, QN, QP, QБПK}.

Годовой объем (в м3)очищаемых на сооружении сточных вод определяется по формуле

W = QPT.

Длина отдельных секцийсооружения принимается от 10 до 40 м с уклоном поверхности не менее 0,005.

Ширина секций зависит отконструкций грунтового биофильтра и технологии уборки многолетних трав. Прииспользовании для скашивания и уборки зеленой массы трав косилок-подборщиковширина секций по верху принимается равной двойной ширине захвата косилки.

Конструкция грунтовогобиофильтра рекомендуется двух типов:

— однослойный биофильтр,состоящий из корнеобитаемого слоя толщиной не менее 0,25 м, из местныхгумусированных структурных почвогрунтов пахотных горизонтов;

— двухслойный биофильтр,состоящий из корнеобитаемого слоя толщиной не менее 0,15-0,20 м, из местныхгумусированных структурных почвогрунтов и песчаного фильтра толщиной 0,2-0,4 мс коэффициентом фильтрации более 1 м/сут.

Для защиты грунтовых водот загрязнения на участках с легкими и средними по механическому составупочвогрунтами устраиваются ловчие и ограждающие каналы и дрены по контурусооружения (при залегании водоупора на глубине менее 1,5-2,0 м).

Расчетные фильтрационныесхемы грунтового биофильтра приведены на рис. 10.5.

Рис. 10.5. Расчетныефильтрационные схемы грунтового биофильтра дренируемых площадок.
Условные обозначения: 1 — телогрунтового биофильтра; 2 — корнеобитаемый слой биофильтра; 3 — фильтрующий слойбиофильтра; 4 — водоупор; 5 — дрены; б — лонная ограждающая дрена; 7 — канал.

Схема 1. Однородныйпо фильтрационным свойствам грунтовый биофильтр, совершенные дрены, уложенныена водоупорные подстилающие грунты или водонепроницаемый экран. Расстояние междудренами определяется по формуле Киркхема путем подбора из системы уравнений

где q — удельный приток на единицу длины дрен, м /сут;

Qр — расчетный расход подаваемых на очистку сточныхвод, м3/сут;

L — расстояние междудренами, м;

lД — длина дренированной части площадки, м;

В — ширина площадки, м;

к -расчетный коэффициент фильтрации однородногогрунтового биофильтра, м/сут;

h — толщина грунтовогобиофильтра, м;

d — диаметр дрены, м.

Схема 2. Двухслойныйпо фильтрационным свойствам грунтовый биофильтр, совершенные дрены, уложенныена водоупорные подстилающие грунты или водонепроницаемый экран. Коэффициентыфильтрации верхнего корнеобитаемого kп и нижнего фильтрующего kфслоев связаны соотношением

где hф- толщина нижнего фильтрующего слоя, м.

Расстояние между дренамиопределяется по формуле

 

где l = Qp /(Вlд)- интенсивность подачи загрязненных вод, м/сут.

Схема 3. Однородныйпо фильтрационным свойствам биофильтр, несовершенные (висячие) дрены.Расстояние между дренами определяется по формуле Киркхема путем подбора изсистемы уравнений

где b — расстояние от оси дрены до водоупора, м.

При одинаковой конструкции грунтового биофильтрачисло последовательных секций п (в шт.) в первом приближении можно рассчитатьпо формуле

 

где Сiсбр — концентрация i-гo ингредиента в составе очищенных вод, мг/л;

Сiст- концентрация i-гo ингредиента в составе сточных вод, мг/л;

К — коэффициент степени очистки, зависящий отконструкции грунтового биофильтра, K =0,6-0,8.

Число параллельных линий N(в шт.) рассчитывается по формуле

где W — ежегодный объем подаваемых на очисткузагрязненных вод, м ;

Ккор — коэффициент фильтрации корне-обитаемого слоя грунтового биофильтра придлительном увлажнении, м/сут;

В — ширина секции, м;

L — длина секции, м;

tп, -суммарная продолжительность периодов подачи сточных вод, сут.

Расчетный расход Q (в м3/сут) сточных вод, подаваемых наодну нитку сооружения, определяется по формуле

При соблюдении указанныхвыше условий эффективность очистки должна быть не менее, % : 80-85 по БПК5;92-99 по аммиачному азоту; 74-99 по минеральному фосфору.

Укос и уборка многолетнихтрав с поверхности площадок должны осуществляется 2-3 раза в течение сезона,ориентировочно в июне, августе, октябре или июле и октябре. Зеленую массумноголетних трав рекомендуется использовать для компостирования илипроизводства травяной муки. Скармливание свежей травы животным не допускается.

11.ЗАЩИТА ПОДЗЕМНЫХ ВОД ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

На ОССВ должныпредусматриваться инженерно-Профессиональный мероприятия по охране подземных вод отзагрязнения. Необходимость проведения этих мероприятий устанавливается наоснове гидрогеологических прогнозов, которые определяют зону влияния ОССВ наестественный уроненный и химический режимы подземных вод. Прогнозные расчетырекомендуется проводить по методикам ВСЕГИНГЕО, ВНИИГиМ и МГУП.

Основой для проведенияпрогнозных расчетов являются материалы изысканий, которые должны обеспечивать:

— составление водного исолевого баланса территории;

— оценку основныхрежимообразующих и режимоизменяющих факторов;

— гидрогеодинамическое игидрогеохимическое районирование территории;

— получение основныхпараметров геофильтрации и миграции подземных вод;

— выбор соответствующихпрогнозных моделей.

Прогнозные Монтаж отопления должны обеспечиватькомплексное решение поставленных задач на стадии проектирования и эксплуатациии удовлетворять необходимой точности расчета уровня и химического составаподземных вод.

Прогнозирование влиянияорошения сточными водами и животноводческими стоками на подземные водыпредусматривает следующие этапы:

— разработка задания;

— ретроспективный анализтехногенных и природных условий территории;

— анализ прогнозного фона(естественного и техногенного);

— выбор методапрогнозирования;

— ретроспективная тарификацияметода прогнозирования;

— разработка прогнозныхвариантов изменения естественного и техногенного прогнозного фона;

— выбор окончательного варианта прогноза.

Прогнозгидрогеодинамических условий, являясьчастью гидрогеологического прогноза, должен установить динамику грунтовых водна территории ОССВ и прилегающих территориях. Основой для его составленияявляется величина инфильтрационного питания грунтовых вод (величина водообменапочвенных и грунтовых вод), которая определяется экспериментально или рассчитывается.

На основе прогнозадинамики грунтовых вод устанавливаются:

— возможность подъемагрунтовых вод;

— необходимостьустройства систематического или перехватывающего дренажа;

— изменение режима работыводозаборных сооружений;

— возможность подтопленияприлегающих территорий.

Прогнозные расчеты выполняются на основеаналитических или численных методов. Динамика водообмена почвенных и грунтовыхвод рассчитывается методом математического Монтаж отоплениярования влагопереноса в зонеполного и неполного насыщения.

Для выполнения прогнозных расчетов проводитсясхематизация гидрогеологических, почвенно-мелиоративных и техногенных условии,устанавливающих расчетные геофильтрационные схемы, начальные и граничныеусловия.

В случае подъемагрунтовых вод сверх допустимых значений необходимо предусматривать устройстводренажа. Дренаж может быть систематическим или перехватывающим. Параметрыдренажа устанавливаются гидрогеодинамическими расчетами, его эффективность иконструктивные особенности — технико-экономическими расчетами.

Прогнозгидрогеохимических условийтерритории ОССВ выполняется для решения следующих вопросов:

— оценка качестваподземных вод под орошаемыми землями;

— оценка качествагрунтовых вод под сосредоточенными источниками загрязнения (смесительная камера,накопители, регулирующие емкости);

— оценка качества воды вводозаборных сооружениях в зоне влияния оросительной системы;

— создание сетинаблюдательных точек и режимных наблюдательных скважин.

Основой для составлениягидрогеохимического прогноза являются данные прогноза гидрогеодинамическихусловий, устанавливающие закономерности движения подземных вод и водообменапочвенных и подземных вод.

В сточных водах в зависимости от их специфики могутприсутствовать минеральные и токсичные вещества, тяжелые металлы,микроорганизмы и другие компоненты, являющиеся загрязнителями грунтовых вод.Главными загрязняющими компонентами животноводческих стоков являются азотистыесоединения, и прежде всего, нитраты. Загрязнители — фосфор и калий — привнесении в почву задерживаются в верхней части зоны аэрации и практически недостигают уровня грунтовых вод.

Прогнозгидрогеохимических условийвыполняется следующими методами:

— методом балансахимических элементов и соединений;

— методом расчета по линиямтока грунтовых вод (поршневое вытеснение);

— методом расчета поаналитическим зависимостям;

— численными методами наоснове моделей миграции (с различной степенью детализации химического составаподземных вод и обменных реакций с почвенным поглощающим комплексом);

— методом аналогий.

Для выполнения прогнозныхрасчетов проводится схематизация и районирование территории по содержаниюхимических элементов и соединений в подземных подах (включая воды зоны аэрации игрунтовые воды), устанавливаются расчетные схемы, начальные и граничныеусловия.

Для математическогоМонтаж отоплениярования необходимо проведение специальных изысканий и исследований поопределению параметров миграции и трансформации химических соединений. Здесь могутбыть использованы данные объектов-аналогов, результаты режимных наблюдений,опытно-производственные исследования (опытные поливы) и специальныеопытно-миграционные работы.

Если по результатамгидрогеохимического прогноза возникает угроза загрязнения, следуетпредусмотреть инженерно-Профессиональный и организационно-хозяйственные мероприятиядля предотвращения проникновения загрязняющих веществ в подземные воды иводозаборные сооружения. К их числу относятся:

— корректировка поливных и оросительных норм с цельюсокращения инфильтрационного питания подземных вод;

— разбавление сточных води животноводческих стоков для снижения концентрации загрязняющих веществ;

— применение болеесовершенных технологических карт возделывания сельскохозяйственных культур;

— устройство дренажейразличного типа.

Для населенных пунктов,расположенных ниже по грунтовому потоку от массива орошения, где прогнозируетсявозможное загрязнение подземных вод, следует предусматривать организациюцентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения из источников,расположенных вне зоны влияния ОССВ. Для населенных пунктов, расположенныхвблизи ОССВ, при прогнозировании их подтопления вследствие орошения следуетпредусматривать инженерную защиту.

Для контроля за уровеннымрежимом и качеством. грунтовых вод следует предусматривать устройство сетигидрорежимных скважин. Число скважин и их местоположение должны быть увязаны срегиональной сетью режимных гидрогеологических скважин. При этом следуетучитывать особенности гидрогеологических и геоморфологических условий,расположение дренажной сети и потенциальных источников загрязнения.Наблюдательные скважины размещаются в виде распределенных по площади точек илистворами. Створы назначают в направлении от области питания в область разгрузкии потенциально подтопляемых территорий.

Схема размещениянаблюдательных скважин должна согласовываться с территориальными геологическимиорганизациями (в случае передачи на баланс). Наблюдательные скважины необходиморазмещать так, чтобы они наиболее полно отражали различные гидрогеологическиеусловия не только на самой орошаемой территории, но и на прилегающих к нейплощадях.

При размещении сетинаблюдательных скважин необходимо придерживаться следующих требований:

при наименьшем количествескважин иметь полную характеристику гидрогеологических условий.

расположение скважиндолжно соответствовать степени сложности геолого-гидрогеологических игеоморфологических условий и характеру направленности исследования.

сеть наблюдательныхпунктов размещают обычно по створам, пересекающим основные геоморфологическиеэлементы в характерных направлениях.

Основные створы,проходящие по середине орошаемого массива, необходимо продолжить за пределыполиваемой площадки, как выше (50-100 м), так и ниже по направлению движениягрунтовых вод до дренирующего водоема.

Одиночные точки иликороткие (в две-три скважины) створы располагаются в понижениях рельефа, гдемогут скапливаться сточные воды при орошении, а также вблизи открытыхоросительных каналов, смесителей, накопителей поверхностного и дренажногостока.

На створе, направленном кнаселенному пункту или к участкам водозаборных сооружений, находящихся в полосемежду орошаемым массивом и указанными пунктами, обязательно оборудуетсянаблюдательная скважина или группа скважин в зависимости от гидрогеологическогоразреза данного участка.

Конструкциянаблюдательных скважин зависит от их назначения и литологического состававодоносных пород (рис.11.1). Фильтры устанавливаются в верхней частиводоносного горизонта с заглублением верха не более 0,5-1,0 м от зеркала воды.Длину перфорированной части грунтфильтра следует брать равной 0,5-0,7 м. Наповерхности земли вокруг скважин должна быть устроена присыпка высотой 15-25 смдля исключения затрубного просачивания сточных вод в грунтовые.

Рис. 11.1. Оборудование скважин для взятия проб воды па химический анализпри неоднородном строении пластов.
Условные обозначения: 1 — фильтр; 2 — засыпкаиыработан-ного пространства извлеченным грунтом; 3 — глинистый замок; 4 -обсадные трубы; 5 — наблюдательная труба диаметром 3″; 6 — гравийнаязасыпка; 7 — отстойник; 8 -супесь; 9 — песок крупнозернистый; 10 — суглинок; 11- песок глинистый.

Прогнозводного режима и миграции азотных соединений в почвах, грунтах и подземныхводах

Методика, разработаннаяво ВНИИГиМ и МГУП, предназначена для решения следующих задач:

— прогноз водного режимаземель и инфильтрационного питания грунтовых вод при заданном режиме орошения;

— расчет режима орошенияземель при тех или иных ограничениях;

— прогноз миграцииазотных соединений в почвах, грунтах и подземных водах;

— прогноз минерализации икачества дренажных вод.

Прогнозные расчетыводного режима выполняются на основе уравнения влагопереноса

где Q — влажность;

t — время, сут;

х — вертикальная координата, м;

k(Q) — коэффициент влагопроводности, м/сут;

Н — напор, м; Н = Р(Q) — х;

Р(Q) — капиллярное давление, м;

е — отбор воды корневой системой растений, сут-1.

Подробная методикарасчетов приведена в работе «Методика расчета водно-солевого режима орошаемыхземель», ВНИИГиМ, 1984. Уравнение решается при соответствующих начальных играничных условиях. Граничные условия Монтаж отопленияруют режим и способ орошения.Величина транспирации рассчитывается в зависимости от климатических условий и видасельскохозяйственной культуры. Параметры влагопереноса k(Q) и Р(Q) определяются на основе полевых и лабораторныхэкспериментов или принимаются по аппроксимационным зависимостям.

На основании решенияуравнения влагопереноса определяются скорости фильтрации воды в зоне аэрации иинфильтрационное питание грунтовых вод. Прогноз динамики подземных вод можетбыть выполнен методами математического Монтаж отоплениярования или по аналитическимзависимостям. Методика подобных прогнозов изложена в пособии«Гидрогеологические прогнозы. Пособие к ВСН 33-2.1.05-85», ВНИИГиМ, ВО«Союзводпроект», 1987.

Прогноз водного режима имиграции азотных соединений выполняется на основе системы уравнений,

;

S1 = kgc1

где V — скорость влагопереноса;

q — содержание NН4+ в поровом растворе;

с2- содержание NО3- впоровом растворе;

сор- содержание органического азота;

cg -содержание азота в газообразной фазе;

S1 — содержание NH4+ в обменном комплексепочвы;

q1 и q2 — интенсивность отбора NH4+ и NО3- из порового растворакорнями растений;

ki (i = 1,…,5) — коэффициент скорости трансформацииформ азота;

kс — коэффициент распределения обменного азота.

Данная система уравненийпредполагает, что формы азота состоят из NH4+ и NО3- в поровом растворе,обменного NH4+органического N и денитрификационного азота N2+ N2O.Трансформация азота предполагается в виде следующих процессов: инфильтрация NH4+в NО3-, иммобилизация NО3- в органический азот,минерализация органического азота в NH4+,иммобилизация NH4+ ворганический азот, денитрификация NО3-в N2 + N2O, ионный обмен NH4+ в поровом растворе иобменном комплексе.

Процессы нитрификации,т.е. превращение аммония в нитрит, а нитрита в нитрат, связаны водношаговый процесс превращения аммония в нитрат, т.к. в большинствеокислительных реакций нитриты достаточно быстро окисляются в нитраты. Далеепредполагается общий пул всего минерализуемого органического азота без различияего форм.

Коэффициентытрансформации определяются по зависимости

ki = kiφi,

в которой коэффициент ki задается в виде исходных данных, а функция φi зависит от влажности почвы.

Отбор растворенных NH4+ и NO3- корнями растенийрассчитывается по формуле Михаэлиса-Ментена. Параметры миграции и трансформацииопределяются на основе обработки экспериментальных данных.

Как следует из системы уравнений, присоответствующей постановке граничных условий, Монтаж отоплениярующих режим орошения, поосадкам, оттоку грунтовых вод могут быть рассчитаны скорость и объемы миграциисоединений и их отток в естественные водоприемники, дренажи и водозаборныесооружения.

12.РАСЧЕТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ОТ МЕЛИОРАТИВНОЙ СИСТЕМЫ

Расчет загрязненияатмосферы выбросами любого источника выполняются по ОНД-86с использованием ЭВМ.

Максимальное значениеприземной концентрации вредного вещества при выбросе из единичного точечногоисточника при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии Хм(м) от источника определяется по формуле

где См -максимальная приземная концентрация вредного вещества, мг/м3;

А — коэффициент, зависящий от температурнойстратификации атмосферы (140 для Московской, Тульской, Рязанской, Владимирской,Калужской, Ивановской областей; 160 для территорий севернее 52° ст.; 180 длятерриторий от 50° до 52° ст.; 200 для территорий южнее 50° ст.);

М — масса вредного вещества, выбрасываемого ватмосферу, г/с;

F — коэффициент оседаниявредных веществ в атмосферном воздухе (1 для газообразных веществ имелкодисперсных аэрозолей);

m, n — коэффициенты, учитывающие условия выходагазо-воздушной смеси из устья источника выброса;

η — коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности(1 для ровной и слабопересеченной местности);

Н — высота источника выбросов над уровнем земли, м (дляплощадных источников при расчетах принимается 2 м);

ΔТ — разностьтемператур выбрасываемой газо-воздушной смеси и окружающего атмосферноговоздуха, °С;

V1 — расход газо-воздушной смеси, м3/с.

Перед проведениемрасчетов на ЭВМ ПДВ мелиоративной системы, использующей сточные воды,определяется масса вредного вещества М, выбрасываемого в атмосферу,расчетными или инструментальными методами. Значение коэффициента Авыбирается для конкретного района России. Участок орошения сточными водамипредставляется площадным источником, определяются его координаты и координатыближайшей жилой зоны.

Расчет санитарно-защитной зоны мелиоративной системы

Границысанитарно-защитной зоны (СЗЗ) мелиоративной системы, использующей сточные воды,определяются результатами расчетов рассеивания вредных веществ в атмосфере.Определение размеров СЗЗ с учетом розы ветров выполняется согласно ОНД-86для вредного вещества, дающего наибольший вклад в загрязнение атмосферноговоздуха, по формуле

где L — расчетный размер СЗЗ, м;

L0 — расчетный размер участка местности в данномнаправлении, где концентрация вредного вещества равна 1,0 долей ПДК, м;

Р — среднегодовая повторяемость направления ветров,рассматриваемого румба, %;

Р0- повторяемость направления ветров, одного румба при круговой розе ветров, %.

СЗЗ наносится на карту М 1:2000 вокруг мелиоративнойсистемы с обозначением ближайшего жилья, коллективных садов, зон отдыха испорта. В случае, когда жилая зона находится в пределах рассчитанной СЗЗ,выброс данного вредного вещества устанавливается как временно согласованныйвыброс (ВСВ).

Пример расчета

Для расчетов может использоватьсякомпьютерная программа «Эколог», разработанная Главной геофизическойобсерваторией им. А.И. Воейкова (г. С.-Петербург). Программа рекомендована дляобоснования предельно допустимых выбросов (ПДВ) или временно согласованныхвыбросов (ВСВ). В ней рассчитывается рассеивание от любого количестваисточников выбросов, расположенных в пределах рассматриваемой территории(мелиоративная система, автостоянка, гараж, животноводческая ферма, котельная,машинный двор и т.д.). Исходные данные для расчетов на ЭВМ включаютметеорологическую характеристику района расположения объекта, характеристикувредных веществ и параметры источников выбросов.

Рассмотрим мелиоративнуюсистему с использованием животноводческих стоков КРС, расположенную в Ногинскомрайоне Московской области.

Метеорологическая Монтаж

Наименование Монтаж

Величина

Коэффициент,зависящий от стратификации атмосферы, А

140

Коэффициентрельефа местности в городе

1

Средняя максимальнаятемпература наружного воздуха наиболее жаркого месяца года, Т, 5°С

+24

Средняятемпература наружного воздуха наиболее холодного | месяца (для котельных,работающих по отопительному графику), Т, 5 °С

-12

Среднегодоваяроза ветров,.%

6

С

СВ

 

В

ЮВ

10

17

Ю

17

ЮЗ

 

З

15

СЗ

13

Скорость ветра (U ) (по средним многолетним данным), повторяемость которой составляет 5%,м/с

5

Характеристика вредных веществ

Код вещества

Наименование

ПДК,

мг/м3

Коэффициент оседания F

202

Аммиак

0,2

1

292

Сероводород

0,008

1

319

Метилмеркаптан

0,000009

1

19

Группа суммации — 202+292

 

 

Расчетвыбросов

Для расчета массы выбросавредных веществ принята концентрация аммиачного азота в животноводческих стокахС = 0,7 г/л, а потери при орошении К = 0,2. Для орошения используютсядождевальные машины ДКН-80 с расходом q = 91,2л/с, площадью захвата 1,62 га. Выброс аммиака составит .

М = q С К= 91,2 0,7 · 0,2 = 12,77 г/с.

Выбросы сероводорода иметилмеркаптана составляют соответственно 1,8 и 0,05 % от выбросов аммиака,т.е. 0,23 и 0,0064 г/с.

Параметрыисточника

№ источника

001

Наименование

Площадной, тип — 3

Координаты средней линии, м

Х1 = 0, X2=280, Y1 = Y2=29

Ширина, м

58

Коэффициент рельефа местности

1

Скорость выхода газо-воздушной смеси, м/с

0,5

Высота, м

2

Температура, °С

20

Количество вредных веществ

3

Коды веществ

202, 292, 319

Выброс, г/с

12,77; 0,23; 0,0064

Расчетный прямоугольник

Ширина, м

Длина, м

Координаты центра симметрии, м

Координаты середины противоположных сторон

 

Шаг расчетной сетки, м

 

2000

2000

X = 140, Y = 29

X1= -860, X2=1140

Y1 = Y2 = 29

250 × 250

Анализируемые точкивыбираются в жилой зоне. Их координаты вносятся в программу. Расчеты могутвыполняться по нескольким вариантам, учитывающим особенности рассеиваниявеществ в летний и зимний периоды.

ПРИЛОЖЕНИЯ

1. Примерприведения разновременных ЗАТРАТ К РАСЧЕТНОМУ ГОДУ

В качестве расчетногогода принимается наиболее ранний из всех рассматриваемых вариантов календарныйгод, предшествующий эксплуатации полей орошения. Приведение разновременныхзатрат и результатов всех лет к расчетному году осуществляется путем умноженияих величины за каждый год на коэффициент приведения.

Коэффициент приведенияразновременных затрат к расчетному году рассчитывается по формуле

где Ен -норматив приведения разновременных затрат и результатов численно равныйнормативу эффективности капитальных вложений (Ен = 0,1);

tp -расчетный год;

t -год, затраты ирезультаты которого приводятся к расчетному году.

Значения коэффициента at приводятся ниже.

 

Число лет предшествующих расчетному

αt

Число лет следующих за расчетным

αt

Число лет следующих за расчетным

αt

10

2,5937

1

0,9091

12

0,3186

9

2,3579

2

0,8254

13

0,2927

8

2,1436

3

0,7513

14

0,2633

7

1,9487

4

0,6830

15

0,2394

6

1,7716

5

0,6209

20

0,1487

5

1,6105

6

0,5645

25

0,0923

4

1,4641

7

0,5132

30

0,0573

3

1,3310

8

0,4665

40

0,0221

2

1,2100

9

0,4241

50

0,0085

1

0,7000

10

0,3855

 

 

0

1,0000

11

0,3505

 

 

Коэффициент реновациирассчитывается по формуле

где tcл- срок службы средств и орудий труда долговременного применения и приведен нижедля различных значений tcл.

 

tcл

КР

tcл

Кр

1

1,0000

11

0,0540

2

0,4762

12

0,0468

3

0,3021

13

0,0400

4

0,2155

14

0,0357

5

0,1638

15

0,0315

6

0,1296

20

0,0175

7

0,1054

25

0,0102

8

0,0874

30

0,0961

9

0,0736

40

0,0023

10

0,0627

50

0,0009

Стоимостнаяоценка результатов за расчетный период Рт проводится следующимобразом

где Pt — стоимостная оценка результатов в t-ом году расчетного период;

n и N — начальныйконечный годы расчетного периода.

В качестве начального года расчетного периодапринимается год начала финансирования работ по осуществлению мероприятийустройства полей орошения, включая проведение научных исследований. Конечныйгод расчетного периода определяется моментом завершения функционирования полейорошения, т.е. нормативным сроком службы мелиоративной сети и сооружений.

2. Образецдоговора о приеме СТОЧНЫХ ВОД НА ПОЛЯ ОРОШЕНИЯ

I. Общие положения

1. Предприятие____________, именуемое в дальнейшем «Вододатель», влице президента __________(директора), действующего на основании Уставапредприятия, с одной стороны, и предприятие ______________, именуемое вдальнейшем «Водопотребитель», в лице президента(директора) _________, действующего на основании Устава предприятия, с другойстороны, заключили настоящий договор об использовании сточных вод на орошениесельскохозяйственных культур.

2. В случае изменениятехнологии основного производства Вододателя или Водопотребителя,и отказа в связи с этим от технологии орошения сточными водами, партнеры должныне позже чем за один год предупредить все заинтересованные стороны.

II. Обязательства Вододателя

1. Организоватьсистематическую подачу сточных вод, отвечающих по количеству и качеству нормам,принятым по согласованию или в проекте, в количестве _____тыс.куб.м в суткисогласно графику, утвержденному «__»____19_г. обеими сторонами.

2. Не допустить(исключить) подачу сточной воды на поля орошения, не отвечающей по количеству икачеству нормам, принятым по согласованию или в проекте. За превышение объемовзагрязняющих веществ оплата производится согласно действующим на данный моментинструктивно-методическим указаниям Минприроды РФ.

В случае нанесенияэкологического ущерба и (или) гибели посевов, а также снижения качествасельхозпродукции по вине Вододателя убытки Водопотребителя, возмещаютсяпо взаимной договоренности или в судебном порядке.

3. Эксплуатировать засвой счет канализационную систему на территории предприятия и сооружения попредварительной подготовке сточных вод (механическая очистка, отстойники,регулирующие емкости, насосные станции и магистральные трубопроводы подачистопных вод) до оросительной системы или точки водовыдела (Водопотребителю).

4. Об изменении условий(объемов, качества, сроков) подачи сточных вод Вододатель уведомляет Водопотребителяне позднее, чем за один месяц. При уменьшении объема подачи сточных вод впериод действия договора Вододатель либо сам подает на поля чистую водув недостающем объеме согласно графику поливов, либо оплачивает эти работы.

5. Оплачивать всеспецифические виды работ и услуг, производимые Водопотребителем или поего требованию, связанные с использованием сточных вод на орошение.

6. Вододатель ежемесячнооплачивает Водопотребителю расходы по счетам за прием, подготовку ираспределение сточных вод из расчета _________ за один куб. м.

III. Обязательства Водопотребителя

1. Принимать ираспределять на полях орошения в соответствии с проектом или по согласованиюсторон сточные воды Вододателя в количестве_______ куб. м в год,согласно графику, утвержденному «__»_________ 19__года обеимисторонами и правилам санитарно-технической и ирригационно-мелиоративнойэксплуатации полей орошения.

2. При подаче сточнойводы, не отвечающей по количеству, качеству и срокам, принятым по согласованиюили в проекте, Водопотребителъ имеет право прекратить ее прием, известивоб этом Вододателя.

3. Вести работу поэксплуатации оросительной системы со всеми сооружениями, находящимися на ней отточкиводовыдела сточной воды Вододателя, включая:

— поддержание в порядке оросительной и коллекторно-дренажной сети и сооружений;

— ведение соответствующегосевооборота;

— выделение необходимойсельскохозяйственной и мелиоративной техники, оборудования, инвентаря,материалов и т.д.;

— обеспечениепроизводственным персоналом (поливальщики, ремонтники, трактористы, машинисты,операторы и другие необходимые специалисты);

— организацию внеобходимые сроки сбора, переработки и реализации сельхозпродукции, получаемойна полях орошения.

4. Организовать мониторингокружающей среды в зоне размещения полей орошения.

5. Водопотребитель ежемесячнопредъявляет счета на оплату Вододателю за прием, подготовку и распределение сточной водына полях орошения.

Все разногласия, возникающиев процессе выполнения обязательств по настоящему договору, решаются вадминистративном или судебном порядке.

Срок действия договора устанавливается с «___»_______19__г. по « _______» 19__ г.

К настоящему договоруприлагаются:

1. График сроков и объёмаподачи сточных вод.

2. …………………………………………………..

3. .…………………………………………………

Юридические адреса сторон ибанковские реквизиты:

Вододатель

________________

________________

«___»_________19__

Водопотребитель

_________________

_________________

«__» _______19___

 

Услуги по монтажу отопления водоснабжения

ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ 8(495)744-67-74

Кроме быстрого и качественного ремонта труб отопления, оказываем профессиональный монтаж систем отопления под ключ. На нашей странице по тематике отопления > resant.ru/otoplenie-doma.html < можно посмотреть и ознакомиться с примерами наших работ. Но более точно, по стоимости работ и оборудования лучше уточнить у инженера.

Для связи используйте контактный телефон ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ 8(495) 744-67-74, на который можно звонить круглосуточно.

Отопление от ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ Вид: водяное тут > resant.ru/otoplenie-dachi.html

Обратите внимание

Наша компания ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ входит в состав некоммерческой организации АНО МЕЖРЕГИОНАЛЬНАЯ КОЛЛЕГИЯ СУДЕБНЫХ ЭКСПЕРТОВ. Мы так же оказываем услуги по независимой строительной технической эесаертизе.

Качественное отопление дома под ключ

Наша компания занимается устройством отопления для частных домов, офисов, коттеджей. Направление нашей деятельности в первую очередь связано с последующим обслуживанием установленных систем.

Отопление дачи

Продукция компании ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ, это услуги в сфере отопления, автономной котельной, частного водоснабжения, поставка оборудования. Работы и оборудование можно приобрести в кредит!!!

Водоснабжение по доступным ценам, отопление со скидкой. Наша компания занимается устройством инженерных коммуникация для частных загородных домов, водоснабжение от колодца, водоснабжение от скважины. Отопление дома твердотопливным котлом, установка автономного газового отопления.