Instrukcja wykonania 

ãwiczenia nr 4

 

 

"Bilans ùadunków zanieczyszczeñ  

w wodach powierzchniowych" 

 
 
 
 

Cel ãwiczenia 

 
Celem 

ãwiczenia  jest  okreœlenie  ùadunków  zanieczyszczeñ  wprowadzonych  ze  œciekami  do 

rzeki  na  odcinku  pomi

êdzy  dwoma  przekrojami  kontroln

ymi.  Dysponuj

¹c  informacjami  o  j

a-

ko

œci  wody  w  ustalonych  przekrojach  pomiarowych  oraz  o  charakterze  samego  odbiornika 

nale

¿y  oszacowaã  ùadunki  zanieczyszczeñ  wprowadzonych  do  odbiornika  wraz  ze  œciekami 

oraz ustali

ã ich stê¿enia. 

 

 
 

Metodyka obliczeñ 

 
Og

ól

ny 

ùadunek analizowanego skùadnika, przepùywaj¹cego przez badany odcinek rzeki, st

a-

nowi sum

ê ùadunków  zawartych:  w pùyn¹cej  wodzie rzecznej (na pocz¹tku badanego odci

n-

ka),  dop

ùywaj¹cych  z  wodami  podziemnymi  oraz  zawartych  w  dopùywaj¹cych  œciekach.  £

a-

dunek ten mo

¿na obliczyã jako:

 

 
gdzie: 

£

C

 

 

-  ca

ùkowity ùadunek analizowanego skùadnika na koñcu badanego odcinka rzeki [g/h],

 

Q

r

 

 

-  nat

ê¿enie przepùywu wody w rzece na pocz¹tku badanego odci

nka [m

3

/h], 

C

r

 

 

-  st

ê¿enie analizowanego skùadnika w wodzie rzecznej

 na pocz

¹tku badanego odci

nka 

 

 

    [g/m

3

], 

L 

 

-  d

ùugoœã badanego odcinka rzeki [km],

 

q

g

   

-  jednostkowe nat

ê¿enie dopùywu wód gruntowych do koryta rzeki [m

3

/km/h],  

C

g

 

 

-  st

ê¿enie analizowanego skùadnika w wodach gruntowych [g/m

3

]. 

q

s

   

-  nat

ê¿enie dopù

ywu 

œcieków [m

3

/h],  

C

s

 

 

-  st

ê¿enie analizowanego skùadnika w œciekach [g/m

3

]. 

 
Powy

¿szy bilans dotyczy gùównie skùadników mineralnych, które w niewielkim stopniu ul

egaj

¹ 

przemianom  fizykochemicznym  i  biologicznym  w 

œrodowisku  wodnym.  W  przypadku  zwi¹

z-

k

ó

w  organicznych  (reprezentowanych  przez  wska

ênik  BZT

5

)  nale

¿y  uwzglêdniã  ich  rozkùad 

biologiczny.  Szybko

œã  procesu  biodegradacji  zanieczyszczeñ  organicznych  jest  najczêœciej 

zbli

¿ona  do  reakcji  pierwszego  rzêdu.  Zakùadaj¹c  idealny  przepùyw  tùokowy  (peùne  wy

mie-

szanie w przekroju poprzecznym koryta rzeki i brak mieszania osiowego), wielko

œã wskaên

i-

ka  BZT

5

  w  rzece,  w  odniesieniu  do  punktu  pocz

¹tkowego  mo¿na  obliczyã  z  nastêpuj¹cego 

r

ównania:

 

 
 
gdzie:  

C

w

BZT

   -  warto

œã wskaênika BZT

5

 w punkcie pocz

¹tkowym [gO

2

/m

3

],  

C

BZT

   

-  warto

œã wskaênika BZT

5

 w punkcie ko

ñcowym [gO

2

/m

3

],  

k

B

 

  

 

-  sta

ùa szybkoœci biodegradacji [d

-1

],  

T

H

  

 

-  hydrauliczny czas przep

ùywu od punktu pocz¹tkowego do punktu koñcowego [d].

 

s

s

g

g

r

r

C

C

q

C

q

L

C

Q

£















)

exp(

H

B

w

BZT

BZT

T

k

C

C









id16792734 pdfMachine by Broadgun Software  - a great PDF writer!  - a great PDF creator! - http://www.pdfmachine.com  http://www.broadgun.com 

Ãwiczenie 4 

- "Bilans 

ùad

unk

ów zanieczyszczeñ w wodach powierzchniowych"

 

 

2

 
Wp

ùyw  temperatury  na  wartoœã  wspóùczynnika  staùej  szybk

o

œci  biodegradacji  zwi¹zków  o

r-

ganicznych opisana jest r

ównaniem:

 

 
 

gdzie:  

k

20

B

 

   

-  sta

ùa szybkoœci biodegradacji odniesiona do temperatury 20 º

C [d

-1

].  

 

Úcieki wprowadzane do rzeki s¹ stopniowo mieszane z caù¹ objêtoœci¹ wody rzecznej. Po

d-

stawowa  informacja  o  tym  procesie  dotyczy  ustalenia  odleg

ùoœci,  w  jakiej  nast¹pi  caùkowite 

wymieszanie  (pe

ùne  uœrednienie  skùadu  rzeki  w  przekroju  poprzecznym).  Odlegùoœã  ta  jest 

uwarunkowana  takimi  czynnikami,  jak:  meandry  rzeki,  jej  g

ùêbokoœã,  szybkoœã  przepùywu, 

miejsce  odprowadzenia  zanieczyszcze

ñ  w  przekroju  rzeki.  Odlegùoœã  caùkowitego  wymi

e-

szania mo

¿na obliczyã z równania F

ischera: 

 
 

gdzie:  

L

m

  

-  odleg

ùoœã od punktu odprowadzenia do przekroju caùkowitego wymieszania [m], 

 

V

p

 

  

-  

œrednia prêdkoœã przepùywu rze

ki [m/s],  

s

    

-  hipotetyczna szeroko

œã koryta rzeki przy zaùo¿eniu, ¿e punkt zrzutu œcieków znajduje

 

 

 

   si

ê w osi koryta [m], 

 

D

hp

   -  wsp

óùczynnik dyspersji poprzecznej [m

2

/s].  

 
Warto

œã  wspóùczynnika  dyspersji  poprzecznej  (

D

hp

)  dla  rzek  wolno  p

ùyn¹cy

ch  mo

¿na  osz

a-

cowa

ã z równ

ania: 

 

gdzie:  

H

   

-  jest 

œredni¹ gùêbokoœci¹ koryta rzeki [m].

 

 
W  punkcie  ca

ùkowitego  wymieszania  stê¿enie  zanieczyszczeñ  w  mie

szaninie  (

C

o

)  opisane 

jest r

ównaniem:

 

 

 
gdzie: 

Q

r

 

 

-  nat

ê¿enie przepùywu wody w rzece [m

3

/h], 

C

r

 

 

-  st

ê¿enie zanieczyszczenia w wodzie rzecznej powy¿ej punktu zrzutu œcieków [g/m

3

], 

q

s

   

-  nat

ê¿enie dopùywu œcieków [m

3

/h],  

C

s

 

 

-  st

ê¿enie zanieczyszczenia w œciekach [g/m

3

]. 

 
 

Sposób wykonania ãwiczenia 

 
Korzystaj

¹c  ze  schematu  pogl¹dowego  fragmentu  b

iegu  rzeki  z  zaznaczonymi  przekrojami 

kontrolnymi  i  punktem  zrzutu 

œcieków  (rysunek  1)  oraz  danych  wyjœciowych  przekazanych 

przez prowadz

¹cego ãwiczenia (tabela 1), nale¿y k

olejno obliczy

ã: 

 

 ùadunki zanieczyszczeñ w przekroju pomiarowym "A" i "B",

 



wielko

ϋ

 dop

ùywu  wód gruntowych i zawartych w nich ùadunków zanieczyszczeñ do rzeki 

na  odcinku  L

1

  i  L

2

  (uwaga  -  w  dalszych  obliczeniach  za

ùo¿yã,  ¿e  caùy  ùadunek  zanie

-

hp

p

m

D

s

V

L

2

03

.

0







p

hp

V

H

D







2

.

0

s

r

s

s

r

r

o

q

Q

C

q

C

Q

C











)

20

(

20

056

.

1







t

B

B

k

k

Ãwiczenie 4 

- "Bilans 

ùad

unk

ów zanieczyszczeñ w wodach powierzchniowych"

 

 

3

czyszcze

ñ  zawarty  w  wodach  gruntowych  jest  w  prowadzany  do  rzeki  na  koñcu  analiz

o-

wanego odcinka L

1

 i L

2

), 

 ùadunek  BZT

5

  tu

¿  przed  punktem  zrzutu  œcieków  na  podstawie  ùadunku  BZT

5

  w  punkcie 

"A", czasu przep

ùywu wody na odcinku L

1

, znanej warto

œci wspóùczynnika biodegradacji 

k

B

 

oraz 

ùadunku BZT

5

 w wodach gruntowych wprowadzonych do rzeki na odcinku L

1

, 

 ùadunki  pozostaùych  zanieczyszczeñ  tu¿  przed  punktem  zrzutu  œcieków  na  podstawie  ù

a-

dunk

ów w punkcie "A" oraz ùadunków zanieczyszczeñ w wodach gruntowych wprowadz

o-

nych do rzeki na odcinku L

1

, 

 ùadunek BZT

5

 tu

¿ za punktem zrzutu œcieków na podstawie ùadunku 

BZT

5

 w punkcie "B", 

czasu przep

ùywu  wody  na  odcinku  L

2

-L

1

, znanej warto

œci  wspóùczynnika biodegr

adacji 

k

B

 

oraz 

ùadunku BZT

5

 w wodach gruntowych wprowadzonych do rzeki na odcinku L

2

-L

1

, 

 
 

Tabela 1. Dane wyjœciowe do obliczeñ. 

Parametr 

Jedn. 

Wartoœã 

Przekrój kontrolny "A" 

  

  

Przep

ùyw wody w rzece

 

m

3

/h 

 

St

ê¿enie zanieczyszczeñ w rzece:

 

  

 

 - BZT

5

 

gO

2

/m

3

 

 

 - chlorki 

g/m

3

 

 

 - siarczany 

g/m

3

 

 

 - azot amonowy 

gN/m

3

 

 

 - azot azotanowy 

gN/m

3

 

 

 - azot ca

ùkowity

 

gN/m

3

 

 

Przekrój kontrolny "B" 

  

 

St

ê¿enie za

nieczyszcze

ñ w rzece:

 

  

 

 - BZT

5

 

gO

2

/m

3

 

 

 - chlorki 

g/m

3

 

 

 - siarczany 

g/m

3

 

 

 - azot amonowy 

gN/m

3

 

 

 - azot azotanowy 

gN/m

3

 

 

 - azot ca

ùkowity

 

gN/m

3

 

 

Dane dodatkowe 

  

 

Jednostkowe nat

ê¿enie dopùywu wód gruntowych

 

m

3

/km/h 

 

St

ê¿enie zanieczyszczeñ w

 wodach gruntowych: 

  

 

 - BZT

5

 

gO

2

/m

3

 

 

 - chlorki 

g/m

3

 

 

 - siarczany 

g/m

3

 

 

 - azot amonowy 

gN/m

3

 

 

 - azot azotanowy 

gN/m

3

 

 

 - azot ca

ùkowity

 

gN/m

3

 

 

D

ùugoœã odcinka L1

 

km 

 

D

ùugoœã odcinka L2

 

km 

 

Úrednia szybkoœã przepùywu wody w rzece

 

m/s 

 

Úrednia

 szeroko

œã koryta rzeki

 

m/s 

 

Úrednia gùêbokoœã koryta rzeki

 

m 

 

Temperatura obliczeniowa 

ºC

 

 

Sta

ùa szybkoœci biodegradacji w temp. 20 ºC (k

20

B) 

1/d 

 

Ilo

œã dopùywaj¹cych œcieków

 

m

3

/h 

 

 

Ãwiczenie 4 

- "Bilans 

ùad

unk

ów zanieczyszczeñ w wodach powierzchniowych"

 

 

4

 ùadunki  pozostaùych  zanieczyszczeñ  tu¿  za  punktem  zrzutu  œcieków  na 

podstawie 

ùadun

-

k

ów w punkcie "B" oraz ùadunków zanieczyszczeñ w wodach gruntowych wprowadz

onych 

do rzeki na odcinku L

2

-L

1

,  

 ùadunki  zanieczyszczeñ  w  œciekach  (jako  ró¿nica  ùadunków  tu¿  za  i  tu¿  przed  punktem 

zrzutu 

œcieków) oraz stê¿enia poszczególnych ws

ka

êników zanieczyszczeñ,

 



rzeczywist

¹ odlegùoœã, w jakiej nast¹pi caùkowite wymieszanie doprowadzanych œcieków z 

wodami odbiornika przy bocznym wprowadzeniu 

œcieków do rzeki.

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Rys. 1.  Pogl¹dowy schemat fragmentu biegu rzeki z zaznaczonymi przekrojami 

kontrolnymi i punktem zrzutu œcieków. 

 
 

Sposób prezentacji wyników 

 
Wyniki oblicze

ñ nale¿y zestawiã w tabeli nr 2 i 3 (wzór tabel na koñcu instrukcji) i na ich po

d-

stawie ustali

ã miêdzy innymi:

 



jaki jest prawdopodobnie charakter doprowadzanych 

œcieków,

 



czy 

œcieki wprowadzane do rzeki odpowiadaj¹ wymaganym normatywom,

 



jakie rodzaje zanieczyszcze

ñ i w jakim stopniu nale¿y usun¹ã z doprowadzanych œci

ek

ów 

aby spe

ùniaùy one dopuszczalne normy jakoœciowe,

 



czy w przekroju pomiarowym "B" nast

¹pi caùkowicie w

ymieszane 

œcieków z wod¹ odbio

r-

nika. 

 
 
 

Literatura do ãwiczenia 

 



Adamski W.: "Modelowanie system

ów oczyszczania wód", Wydawnictwo Naukowe PWN, 

Warszawa 2002. 



Cebula J., G

órka P., Barbusiñski K., Koœcielniak H., Ksiê¿yk

-Sikora A.: "Wybrane zagad-

nienia z ochrony 

œrodowiska", Wydawnictwo Politechniki Úl¹skiej, Gliwice 2003.

 



Rozporz

¹dzenie Ministra Úrodowiska 

z dn. 24.07.2006 w sprawie warunk

ów, jakie nale¿y 

spe

ùniã  przy  wprowadzaniu  œcieków  do  wód  lub  do  ziemi,  oraz  w  sprawie  substancji 

szczeg

ó

lnie szkodliwych dla 

œrodowiska wodnego (Dz.U. 2006, Nr 137, poz. 984)

. 

 
 
 
 
 

A 

B 

Punkt zrzutu 

œcieków 

Przekrój 

pomiarowy 

Przekrój 

pomiarowy 

L

1

 

L

2

 

Ãwiczenie 4 

- "Bilans 

ùad

unk

ów zanieczyszczeñ w wodach powierzchniowych"

 

 

5

 

Tabela 2. Zestawienie wyników obliczeñ bilansu zanieczyszczeñ w rzece. 

Parametr 

Jedn. 

Wartoœã 

Charakterystyka rzeki w przekroju "A" 

  

  

£adunki zanieczyszczeñ:

 

 

 

 - BZT

5

 

kgO

2

/h 

 

 - chlorki 

kg/h 

 

 - siarczany 

kg/h 

 

 - azot ca

ùkowity

 

kgN/h 

 

Charakterystyka wód gruntowych na odcinku L

1

 

  

 

Ca

ùkowity dopùyw wód gruntowych na odcinku L

1

 

m

3

/h 

 

£adunki zanieczyszczeñ w wodach gruntowych:

 

 

 

 - BZT

5

 

kgO

2

/h 

 

 - chlorki 

kg/h 

 

 - siarczany 

kg/h 

 

 - azot ca

ùkowity

 

kgN/h 

 

Charakterystyka rzeki tu¿ przed zrzutem œcieków 

  

 

Przep

ùyw caùkowity

 

m

3

/h 

 

Czas przep

ùywu wody na odcinku L

1

 

d 

 

Sta

ùa szybkoœci biodegradacji w temp. obliczeniowej (k

B

) 

1/d 

 

£adunki zanieczyszczeñ:

 

 

 

 - BZT

5

 

kgO

2

/h 

 

 - chlorki 

kg/h 

 

 - siarczany 

kg/h 

 

 - azot ca

ùkowity

 

kgN/h 

 

Charakterystyka wód gruntowych na odcinku (L

2

-L

1

) 

  

 

Ca

ùkowity dopùyw wód gruntowych na odcinku (L

2

-L

1

) 

m

3

/h 

 

£adunki zanieczyszczeñ w wodach gruntowych:

 

 

 

 - BZT

5

 

kgO

2

/h 

 

 - chlorki 

kg/h 

 

 - siarczany 

kg/h 

 

 - azot ca

ùkowity

 

kgN/h 

 

Charakterystyka rzeki w przekroju "B" 

  

 

Przep

ùyw caùkowity

 

m

3

/h 

 

£adunki zanieczyszczeñ:

 

 

 

 - BZT

5

 

kgO

2

/h 

 

 - chlorki 

kg/h 

 

 - siarczany 

kg/h 

 

 - azot ca

ùkowity

 

kgN/h 

 

Charakterystyka rzeki tu¿ za zrzutem œcieków 

  

 

Przep

ùyw caùkowity

 

m

3

/h 

 

Czas przep

ùywu wody na odcinku L

2

-L

1

 

d 

 

£adunki zanieczyszczeñ:

 

 

 

 - BZT

5

 

kgO

2

/h 

 

 - chlorki 

kg/h 

 

 - siarczany 

kg/h 

 

 - azot ca

ùkowity

 

kgN/h 

 

 
 
 

Ãwiczenie 4 

- "Bilans 

ùad

unk

ów zanieczyszczeñ w wodach powierzchniowych"

 

 

6

 

Tabela 3. Zestawienie ùadunków i stê¿eñ zanieczyszczeñ w œciekach oraz 

warunków ich wymieszania z wodami odbiornika. 

Parametr 

Jedn. 

Wartoœã 

Charakterystyka œcieków 

  

  

£adunki zanieczyszczeñ w œciekach:

 

 

 

 - BZT

5

 

kgO

2

/h 

 

 - chlorki 

kg/h 

 

 - siarczany 

kg/h 

 

 - azot ca

ùkowity

 

kgN/h 

 

St

ê¿enia zanieczyszczeñ w œciekach

: 

 

 

 - BZT

5

 

gO

2

/m

3

 

 

 - chlorki 

g/m

3

 

 

 - siarczany 

g/m

3

 

 

 - azot ca

ùkowity

 

g/m

3

 

 

Wsp

óùczynnik dyspersji poprzecznej

 

m

2

/d 

 

Odleg

ùoœã caùkowitego wymieszania œcieków w odbiorniku

 

km