Зміна поверхневих вод

Поверхневі водні об’єкти (водостоки, водойми й моря) та підземні води, розташовані в межах міської смуги чи поруч з міською територією, зазнають суттєвих змін. Видозмінюються кількість (фізичні властивості), якість (хімічні властивості) та біологічні властивості поверхневих вод. Зміна кількості поверхневих вод проявляється у скороченні гідрографічної мережі.

Гідрографічна мережа – це сукупність річок різного порядку. Від головної ріки до її приток другого, третього і так далі порядків. Гідрографічна мережа під впливом міста скорочується. Насамперед зникають у межах міста найбільш мілкі річки. Проте змінюються також і середні, і навіть великі ріки.

Наприклад, у місті Києві річка Либідь на всій довжині тепер протікає в бетонному колекторі. А річка Нивка перетворена у межах міста Києва на ланцюжок ставків. Річка Віта у верхній течії представлена ланцюжком меліоративних каналів.

На території міста Москва було 150 річок та струмків. В тому числі у річку Москва впадало 90, а в річку Яузу – 60 водостоків. Зараз з цієї кількості 50 річок та струмків взагалі не існує, а 70 протікають у бетонних колекторах.

Морфологія русел річок, які протікають через територію міст, суттєво змінена. Укріплення берегів, спрямлення русел, створення інженерних споруд, запрудження та будівництво водоймищ докорінно змінюють морфологічні та гідродинамічні характеристики річок.

Річковий стік та секундна витрата води в річках також зазнають змін.

θ _max = C ^. i ^. F, (2.1)

де θ _max - максимальна витрата води у річці, м³/сек;

i - інтенсивність опадів, мм/хв.;

С - коефіцієнт стоку, (див. табл. 2.1);

F - площа водозбору.

При створенні міських територій інтенсивність опадів та площа водозбору річки практично не змінюється. А коефіцієнт стоку може змінюватись до 10 разів. Відповідно, максимальна витрата може збільшуватись з міської забудови у кілька разів.

Якщо максимальна витрата при створенні у місті водонепроникних поверхонь (дахи будинків, дороги) збільшується, то мінімальна витрата в річках зменшується, тому що поповнення ґрунтових вод у межах міста скорочується, тобто зменшується і ґрунтове живлення річок. Однак середня витрата річок змінюється незначно.

Таблиця 2.1 ‑ Зміна коефіцієнта стоку в залежності від характеристики поверхні, яка підстеляється

Якщо у межах або вище міста відбувається водозабір чи має місце викид стічних вод нижче міста, то, природно, секундна витрата й стік річки змінюються на відповідну величину. Руслові процеси на урбанізованих об’єктах звичайно зазнають дуже суттєвих змін. Причому накопичення наметів в конкретних умовах може як збільшуватись, так і зменшуватись. При створенні ставків та водоймищ відбувається накопичення наметів. В створах розташування стискаючих гідротехнічних споруд (мостові переходи, напівзагати) мають місце руслові деформації.

Якість води у водних об’єктах, що знаходяться у місті або протікають через нього, визначається насамперед ступенем очищення та об’ємом міських стічних вод, які у них скидають. Об’єм міських стічних вод (θ), що потрапляють до каналізаційних систем, визначається за формулою:

θ = θ ₁ + θ ₂ + θ ₃ , (2.2)

де θ ₁ – об’єм господарсько-побутових стічних вод;

θ ₂ – об’єм промислово забруднених вод;

θ ₃ – поверхневий стік з території міста.

Господарсько-побутові стічні води (θ ₁) виражаються залежністю

θ ₁ = q_d N, (2.3)

д е q_d – питома норма побутового водоспоживання, яка визначається ступенем комфортності та забезпеченості водообліку у житловому фонді;

N – число мешканців у місті. Кількість забруднюючої речовини у побутових стічних водах у г/доба ^. люд. Орієнтовно може складати: завислих речовин – 65, БПК₅ – 35, азот амонійних солей (NH₄⁺) – 8 та хлоридів – 9 г/доба ^. люд. За інших рівних умов кількість забруднюючих речовин, природно, тим більша, чим вища чисельність населення у місті. Об’єм стічних вод, які потрапляють до водних об’єктів з промисловими стічними водами (θ ₂), залежить від питомої норми (q_ij) водовідведення виробничих стічних вод на виробництво одиниці (1 тони) та об’єму (в тонах) продукції, що випускається (P_ij), кожного виду продукції (i) на кожному з підприємств у місті. i = ; j = , де m – кількість видів продукції на кожному з підприємств; n – число підприємств у місті.

θ ₂ = (Р_ij ^. q_ij) (2.4).

Поверхневий стік з території міста (θ) визначається за залежністю (3.1), але замість площі водозбору (F) підставляється площа міста (F_м.). З (3.2) з урахуванням (3.3) та (3.4) одержимо:

θ = q_dN + (P_ij ^. q_ij) + C i F_м. (2.5).

В середньому θ ₃ складає 8-15%, але в окремі роки може складати 30 і навіть більше відсотків від θ.

Іноді такі забруднення носять катастрофічний характер. Так, через скид стічних вод у річку Бик, яка впадає у р. Дністер в нижній течії, у лютому 1999 року у водопровідних кранах міста Одеси був зафіксований підвищений вміст фенолів.

У нафтогавані Одеського морського порту кілька років тому з трюму мальтійського судна витекла сира нафта. Нафтогавань була перекрита бонами, а п’ять нафтосміттєзбирачів зібрали 49, 5 т нафти. Нафтова плівка, що залишилася, була нейтралізована адсорбуючим препаратом. Завдяки притискаючому вітру та активним діям по збиранню нафти пляжі міста Одеси не постраждали. Штрафні санкції по відношенню до порушника склали порядку 16 мільйонів доларів.

Якщо в місті існують теплові чи атомні електростанції, металургійні, коксохімічні та нафтопереробні заводи, то за рахунок скидання підігрітих промислових стоків можливе також теплове забруднення водойм, водоприймачів. Якщо різниця температури води (Δ t) у водних об’єктах та скидних вод складає більше 3%, то таке забруднення визначають, як теплове.