Система установления разрешений на сбросы в Великобритании Виктор Луговой, специалист по математическому моделированию, Проект SEPS 327

Система установления разрешений на сбросы в Великобритании Структура водного хозяйства Нормативы качества вод Установление разрешений на сбросы сточных вод

Структура водного хозяйства Закон о воде 1973 г. определил 10 государственных организаций, ответственных за: Планирование и управление водопользованием Обеспечение водопользователей чистой водой Водоотведение Очистку сточных вод Сброс сточных вод и утилизацию осадков Природоохранные функции

Закон о Воде 1989 г. - приватизация государственных водных органов. Созданы 10 водных компаний, ответственных за: Снабжение водопользователей чистой водой; Водоотведение и очистку сточных вод. Структура водного хозяйства

Национальное Управление Рек отвечало за: водные ресурсы; контроль загрязнения; защиту от наводнений; рыболовство; судоходство; зоны отдыха. Структура водного хозяйства

Компании, занимающиеся водоснабжением и водоотведением Компании, занимающиеся только водоснабжением Компании, занимающиеся водоснабжением и водоотведением Компании, занимающиеся только водоснабжением 1017 WATER UK Водные компании

Регуляторы Структура водного хозяйства Агентство по охране окружающей среды Инспекция по питьевой воде OFWAT Водная компания

Обязанности Агентства по Охране Окружающей Среды Достижение целевых показателей качества вод; Мониторинг степени загрязнения; Сохранение и улучшение состояния зон рекреации; Определение разрешений на сбросы сточных вод. Структура водного хозяйства

Мониторинг Регулярный мониторинг: не реже 12 раз в год; Сеть наблюдений состоит из примерно 8000 постов; среднее расстояние между створами – 6 км. Непрерывный мониторинг: выше водозаборов и ниже основных сбросов Мониторинг донных отложений: 1 – 4 раза в год. Структура водного хозяйства

Нормативы качества вод При планировании качества вод используются стандарты, основанные на: Класификации речных экосистем; Директивах ЕС: о пресноводных рыбах; о заборе поверхностных вод ; об опасных веществах; о естественных средах обитания; о ракообразных; о водах, используемых для купания;

Классификация речных экосистем RE 1: Вода очень хорошего качества, пригодная для всех видов рыб. RE 2: Вода хорошего качества, пригодная для всех видов рыб. RE 3: Вода удовлетворительного качества, пригодная для высших крупных рыбных популяций. RE 4: Вода удовлетворительного качества, пригодная для крупных рыбных популяций. RE 5: Вода плохого качества, ограничивающая развитие крупных рыбных популяций. Нормативы качества вод

Классификация речных экосистем

Общая оценка качества Процедура GQA – метод классификации качества вод рек и каналов Используются 4 «окна»: Химия Биология Биогены Эстетическая оценка

Химия: Растворённый кислород; БПК5; Аммиак. Биогены Нитраты Фосфаты Биология: Сообщества макробеспозвоночных Эстетическая оценка Мусор, пена, цвет, запах и т.п. Общая оценка качества

Расчёт нормативов на сброс сточных вод В первую очередь, перечисляются стандарты, которым должно удовлетворять качество воды: Соответствующий класс речной экосистемы; Директивы ЕС: о пресноводных рыбах; о заборе поверхностных вод ; об опасных веществах; о естественных средах обитания; о ракообразных; о водах, используемых для купания;

Метод расчёта Смешение сточных вод с водами реки описывается уравненим баланса масс: Расчёт нормативов на сброс сточных вод Где F и f – расходы в реке выше сброса и в сбросе С и с – концентрации в реке выше по течению и в сбросе Т – концентрация ниже сброса

Используем методы комбинированных распределений, в частности, метод Монте-Карло Расчёт нормативов на сброс сточных вод Однократного применения уравнения баланса масс недостаточно необходимо получить распределение T

Метод Монте-Карло 1.Значения F, f, C и c выбираются случайно из диапазона возможных значений; 2.Значение T вычисляется из уравнения баланса масс для набора значений F, f, C и c; 3.Повторяем, пока не получим распределение для T.

Необходимые данные Обычно F, f, C и c распределены по Лог- Нормальному закону Полные распределения можно описать любыми двумя суммарными статистиками, например: Метод Монте-Карло Расходы выше сбросасреднее и 5-й процентиль Расходы в сбросесреднее и стандартное отклонение Концентрация выше сбросасреднее и стандартное отклонение Концентрация в сбросесреднее и стандартное отклонение

Метод Монте-Карло

Допущения и умолчания 1.Вид распределения 2.Коэффициенты корреляции 3.Статистические ошибки 4.Ошибки в данных 5.Естественное самоочищение Метод Монте-Карло

Для исключения влияния допущений и ошибок нужен анализ данных: Пакет AARDVARK позволяет анализировать отскоки и определять тип распределения; Для прочих видов распределений можно использовать версию NPCARLO Пакет LNCL – расчёт доверительных интервалов для средних и процентилей Метод Монте-Карло

Коэффициенты корреляции

Моделирование водосбора Если нельзя принять решение о сбросе без: принятия решения о сбросе выше по течению; принятия мер по поводу диффузных загрязнений; принятия во внимание процессов естественной самоочистки Лучше использовать пакеты моделирования водосбора, такие как SIMCAT.

Вопросы