Смешивание речных вод разного химического состава
Задача 551 В речку с расходом 105 л/с и минерализацией 340 мг/л впадает соленый ручей с расходом 10, 3 л/мин и минерализацией 355 г/л. Какова ожидаемая минерализация воды в реке после полного смешивания её вод с водами ручья?
Задача 552 Река Енисей берет начало слиянием рек Большой Енисей и Малый Енисей. Пусть расход р. Большой Енисей 3100 м3/с, а минерализация воды 0, 105 г/л. Пусть расход р. Малый Енисей 1550 м3/с, а минерализация воды 95 мг/л. Какова ожидаемая минерализация воды в истоке р. Енисей?
Задача 553 Река Обь берет начало слиянием рек Катуни и Бии. Пусть расход р. Катунь 1950 м3/с, а минерализация воды 0, 075 г/л. Пусть расход р. Бии 1280 м3/с, а минерализация воды 0, 094 г/л. Какова ожидаемая минерализация воды в истоке р. Обь?
Задача 554 Река Шилка берет начало слиянием рек Онон (правая составляющая Шилки) и Ингода (левая составляющая Шилки). Пусть объём стока р. Онон 4, 05 км3 в год, а среднегодовая минерализация воды - 220 мг/л. Пусть объём стока р. Ингода 2, 15 км3 в год. Среднегодовая минерализация воды в Ингоде 290 мг/л. Какова среднегодовая минерализация воды в истоке р. Шилка?
Задача 555 В речку с расходом 150 л/с и минерализацией 0, 5 г/л впадает соленый ручей с расходом 15 л/мин и минерализацией 350 г/л. Какова ожидаемая минерализация воды в речке после смешивания ее вод с водами ручья?
Задача 556 Определить средний расход реки Холодной (м3/мин) если объем стока в среднем составляет 184, 086 млн. м3 в месяц. Решение: 1). В 1 году 365, 25 суток. В 1 году 12 мес., следовательно, в 1 среднем мес. 365, 25: 12 = 30, 4375 сут. 2). В 1 сут. 24 ч. или 1440 мин., следовательно, в 1 среднем месяце 1440 · 30, 4375 = 43830 мин. 3). Таким образом, за 43830 мин, т.е. за 1 средний месяц через выбранный створ протекает 184, 086 · 106 м3 воды. Сколько это будет за 1 мин? 4). 184, 086 · 106: 43830 = 4200 м3/мин. Ответ: средний расход составляет 4200 м3/мин.
Задача 557 Определить модуль стока в л/сут. с 1 ар с площади бассейна реки Белая. Площадь бассейна 44, 5 тыс. км2. Расход реки 17 м3/с. Решение: 1). Переведём расход из м3/с в л/сут. Вспомним, что в 1 м3 – 1000 л., следовательно, расход составляет 17000 л/с. В 1 сут. 24 ч. В 1 ч. 3600 с, следовательно, в 1 сут. 86400 с. 2). Таким образом, если за 1 с через створ протекает 17000 л воды, то за 1 сут., т.е. за 86400 с – 1, 4688 · 109 л (17000 · 86400 = 1, 4688 · 109). Столько воды в литрах за 1 сутки стекает в реку с площади бассейна 44, 5 · 103 км2. 2). Переведём км2 в ар. В 1 км2 – 106 м2, а в 1 ар – 102 м2, следовательно, в 1 км2 – 104 ар. Вспомним, что 1 ар есть 1 сотка или 100 м2. Если 1 км2 = 104 ар, то 44, 5 · 103 км2 = 44, 5 · 103 · 104 ар = 44, 5 · 107 ар. Таким образом, площадь бассейна реки Белая составляет 44, 5 · 107 ар, с которой в сутки стекает 1, 4688 · 109 л воды. 3). Таким образом, с 1 ар стекает: 1, 4688 · 109 л: 44, 5 · 107 сут. = 3, 30 л/сут с 1 ар. (проверено) Ответ: 3, 30 л/сут ∙ ар.
Задача 558 Модуль стока бассейна р. Красной равен 22, 5 л/мин с 1 га. Определить расход этой реки (м3/с), если площадь бассейна равна 48 тыс. км2. Решение: 1). В 1 км2 – 100 га. Следовательно, если с 1 га в мин. стекает 22, 5 л, то со 100 га (т.е. с 1 км2) в мин. стекает 22, 5 · 102 л или 2, 25 м3/мин, т.е. модуль стока равен 2, 25 м3/мин. · 1 км2. 2). 2, 25 м3/мин. = 3, 75 · 10-2 м3/с. (поскольку в 1 мин. 60 с). Т.е. иначе, модуль стока равен 3, 75 · 10-2 м3/с · 1 км2. 3). Если с 1 км2 в секунду стекает 3, 75 · 10-2 м3 воды, то с 48 тыс. км2 стекает (3, 75 · 10-2 · 48 · 103) = 18000 м3/с. Ответ: расход реки Красной 18000 м3/с.
Задача 559 Определить высоту слоя стока (мм) в бассейне реки Чернавка, если объем стока составляет 3, 16 км3 в год, а площадь бассейна составляет 49, 8 млн. га. Решение: 1). Переведём площадь бассейна из га в км2. 1 км2 = 100 га, следовательно, 49, 8 · 106 га = 49, 8 · 104 км2. 2). Высота слоя стока есть не что иное, как высота цилиндра, объёмом 3, 16 км3 и площадью 49, 8 · 104 км2. h = 3, 16: 49, 8 · 104 = 6, 345 · 10-6 км. 3). Переведём высоту слоя стока из км в мм. 6, 345 · 10-6 км = 6, 345 · 10-3 м = 6, 345 · 10-1 см = 6, 35 мм. Ответ: высота слоя стока 6, 35 мм.
Задача 560 Определить среднегодовой расход р. Рыбка (м3/с), если высота слоя стока равна 4 ½ вершкам, а площадь бассейна 3 млн. десятин. Напоминаем, что вершок – русская мера длины, а десятина – мера земной площади. 1 вершок = 4, 450 см, а 1 десятина = 1, 0925 га. Решение: 1). Переведём высоту слоя стока из вершков в более удобные для нас мм, хотя можно и в см и затем сразу в м и км. Если 1 вершок = 4, 45 см, то 4½ вершка = 20, 025 см. или 0, 20025 м. 2). Переведём площадь бассейне реки из десятин в м2. Известно, что 1 десятина = 1, 0925 га или (поскольку в 1 га 104 м2) = 10925 м2. Следовательно, площадь бассейна равна 3 · 106 · 10925 = 3, 2775 · 1010 м2. 3) Найдём объём стока в м3. 3, 2775 · 1010 м2 · 0, 20025 м = 6, 5632 · 109 м3. Таков годовой объём стока с площади бассейна р. Рыбка. 4). Вспомним, что в 1 году 31557600 с. (3600 · 24 · 365, 25). Расход равен: 6, 5632 · 109 м3: 31557600 с = 208 м3/с. Ответ: среднегодовой расход реки Рыбка равен 208 м3/с.
Задача 561 Модуль стока р. Светлой равен 121 л/мин ∙ км2. Определить высоту слоя стока (мм), если площадь бассейна реки равна 61, 3 тыс. км2. Решение: 1). Сперва определим расход реки в м3/с. Переведём 121 л/мин. в л/с. 121 л/мин = 2, 0167 л/с. Переведём далее в м3/с. 2, 0167 л/с = 2, 0167 · 10-3 м3/с. Это столько стекает в 1 с. с 1 км2. А со всей площади бассейна в 1 с стекает: 2, 0167 · 10-3 · 61, 3 · 103 = 123, 62 м3/с. Это и есть расход реки Светлая. 2). Определим годовой объём стока. Вспомним, что в 1 среднем году 31557600 с. 123, 62 · 31557600 = 3, 90 · 109 м3/год. 3). Определим высоту слоя стока, т.е. высоту цилиндра, объёмом 3, 90 · 109 м3 и площадью основания 61, 3 · 103 м2. 3, 90 · 109 м3 : 61, 3 · 109 м2 = 0, 0636 м = 63, 6 мм. Ответ: высота слоя стока равна 63, 6 мм. Задача 562 Расход воды в реке 5700 м3/мин. Определить модуль стока (л) за 1 с с 1 км2 речного бассейна площадью 12, 5 тыс. км2. Решение: 1). С площади 12, 5 тыс. км2 стекает 5700 м3 в минуту, следовательно, с 1 км2 в минуту стекает (5700: 12500) 0, 456 м3 или 456 л. 2). Если в 1 мин. с 1 км2 стекает 456 л, то за 1 с стекает (456: 60) 7, 6 л. Ответ: модуль стока равен 7, 6 л/с с 1 км2
Задача 563 Река Обь берет начало слиянием рек Катуни и Бии. Пусть расход р. Катунь 1950 м3/с. Минерализация воды 0, 075 г/л. Пусть расход р. Бии 1280 м3/с. Минерализация воды 0, 094 г/л. Какова ожидаемая минерализация воды в истоке р. Обь? Решение: 1). Минерализацию в 0, 075 г/л переводим в г/м3. 0, 075 г/л = 75 г/м3. 2). 0, 094 г/л = 94 г/м3. 3). Каждую секунду Катунь выносит (75 · 1950) 146250 г. 4). Каждую секунду Бия выносит (94 · 1280) 120320 г. 5). Общий расход рек 1950 + 1280 = 3230 м3/с. 6). Общая масса выносимых солей в секунду равна 146250 + 120320 = 266570 г. 7). Перейдём к концентрации. 266570: 3230 = 82, 53 г/м3 = 0, 0825 г/л. Ответ: минерализация воды в истоке р. Обь равна 0, 083 г/л.
Задача 564 Река Большая Сибирка берет начало слиянием рек Светлая и Малый Остров. Расход р. Светлая 3100 м3/с. Минерализация воды 0, 105 г/л. Расход р. Малый Остров 1550 м3/с. Минерализация воды 0, 095 г/л. Какова ожидаемая минерализация воды в истоке р. Большая Сибирка? Решение: 1). Минерализацию в 0, 105 г/л переводим в г/м3. 0, 105 г/л = 105 г/м3. 2). 0, 095 г/л = 95 г/м3. 3). Каждую секунду Светлая выносит (105 · 3100) 325500 г. 4). Каждую секунду Малый Остров выносит (95 · 1550) 147250 г. 5). Общий расход рек 3100 + 1550 = 4650 м3/с. 6). Общая масса выносимых солей в секунду равна 472750 г. 7). Перейдём к концентрации. 472750: 4650 = 101, 67 г/м3 = 0, 10167 г/л. Ответ: минерализация воды в истоке р. Большая Сибирка примерно равна 0, 1 г/л Задача 565 В речку с расходом 105 л/с и минерализацией 0, 34 г/л впадает соленый ручей с расходом 10, 3 л/мин и минерализацией 355 г/л. Какова ожидаемая минерализация воды в реке после полного смешивания её вод с водами ручья?
Задача 566 Определить средний расход реки Холодной (м3/мин) если объем стока в среднем составляет 184, 086 млн. м3 в месяц.
Задача 567 Модуль стока бассейна р. Красной равен 22, 5 л/мин с 1 га. Определить расход этой реки (м3/с), если площадь бассейна равна 48 тыс. км2.
Задача 568 Определить высоту слоя стока (мм) в бассейне реки Чернавка, если объем стока составляет 3, 16 км3 в год, а площадь бассейна составляет 49, 8 млн. га. Задача 569 Определить среднегодовой расход р. Рыбка (м3/с), если высота слоя стока равна 4 ½ вершкам, а площадь бассейна 3 млн. десятин. Напоминаем, что вершок – русская мера длины, а десятина – мера земной площади. 1 вершок = 4, 450 см, а 1 десятина = 1, 0925 га.
Задача 570 Модуль стока р. Светлой равен 121 л/мин ∙ км2. Определить высоту слоя стока (мм), если площадь бассейна реки равна 61, 3 тыс. км2.
Задача 571 Расход воды в реке 5700 м3/мин. Определить модуль стока (л) за 1 с с 1 км2 речного бассейна площадью 12, 5 тыс. км2.
Задача 572 Река Обь берет начало слиянием рек Катуни и Бии. Пусть расход р. Катунь 1900 м3/с. Минерализация воды 50 мг/л. Пусть расход р. Бии 1200 м3/с. Минерализация воды 0, 097 г/л. Какова ожидаемая минерализация воды в истоке р. Обь?
Задача 573 Река Енисей берет начало слиянием рек Большой Енисей и Малый Енисей. Пусть расход р. Большой Енисей 3000 м3/с. Минерализация воды 0, 165 г/л. Пусть расход р. Малый Енисей 850 м3/с. Минерализация воды 100 мг/л. Какова ожидаемая минерализация воды в истоке р. Енисей?
Задача 574 В речку с расходом 105 л/с и минерализацией 0, 34 г/л впадает соленый ручей с расходом 10, 3 л/мин и минерализацией 355 г/л. Какова ожидаемая минерализация воды в реке после полного смешивания её вод с водами ручья?
Задача 575
Определить модуль стока в л/сут. с 1 ар с площади бассейна реки Белая. Площадь бассейна 44, 5 тыс. км2. Расход реки 17 м3/с.
Задача 576 Определить объём стока реки Белой за год (км3), если средний расход составляет 70 м3/с. Решение: 1). Переведём м3/с сначала в м3/ч. Внимательно следим за размерностью. Напоминаем, что в 1 ч – 3600 с. 70 м3/с · 3600 с/ч = 252 000 м3/ч 2). Переведём м3/ч в м3/сут. 252 000 м3/ч · 24 ч/сут. =6 048 000 м3/сут. 3). Переведём м3/сут. в м3/год. Напоминаем, что в среднем году не 365 суток, а 365, 25 суток (каждый четвёртый год – 366 суток, т.е. високосный) 6 048 000 м3/сут. · 365, 25 сут./год = 2 209 032 000 м3/год или примерно 2, 21 · 109 м3/год. Это и есть ответ. Можно данную задачу решить несколько иным путём: 1). В 1 ч – 3600 с. 2). 3600 с/ч · 24 ч/сут. = 86 400 с/сут. 3). 86 400 с/сут. · 365, 25 сут./год = 31 557 600 с/год. 4). Объём стока составит: 31 557 600 с/год · 70 м3/с = 2 209 032 000 м3/год. Результаты двух вариантов расчётов абсолютно одинаковы. 5). Переведём м3/год в км3/год. В 1 км3 1 000 000 000 м3 2 209 032 000 м3/год = 2, 21 км3/год. Ответ: 2, 21 км3 за год
Задача 577 Определить средний расход реки Сура (м3/с) если объём стока составляет 184, 086 млн. м3 в месяц. Решение: 1). В 1 ч 3600 с. 2). 3600 с/ч · 24 ч/сут. = 86 400 с/сут. В 1 месяце примерно 30, 44 сут. (365, 25 сут./год: 12 мес./год = 30, 44 сут./мес.) 3). 86 400 с/сут. · 30, 44 сут./мес. = 2 630 016 с/мес. 4). 184, 086 · 106 м3/мес.: 2 630 016 с/мес. = 70 м3/с. Ответ: средний расход р. Суры составляет 70 м3/с.
Задача 578 Определить модуль стока в л/с с 1 км2 (л/с · км2) с площади бассейна реки Медведицы. Площадь бассейна 34, 7 тыс. км2, а расход составляет 70 м3/с. Решение: 1). 70 м3/с: 34, 7 · 103 км2 = 2, 01729 · 10-3 м3/с · км2. 2). Переведём полученную величину в л/с · км2, учитывая, что в 1 м3 1000 л. 2, 01729 · 10-3 м3/с · км2 = 2, 017 л/с · км2. Ответ: модуль стока бассейна р. Медведицы составляет 2, 017 л/с с 1 км2 площади бассейна.
Задача 579 Модуль стока бассейна р. Медведица равен 1, 21 л/мин с 1 га. Определить расход реки Медведица (м3/с), если площадь бассейна равна 34, 7 тыс. кв. км. Решение: 1). Переведём величину модуля стока из л/мин. · га в л/с · км2. а). 1, 21 л/мин. · га = 121 л/мин. · км2, т.к. в 1 км2 100 га. б). 121 л/мин. · км2 = 2, 017 л/с · км2 (поскольку в 1 мин. 60 с). 2). Определим величину стока со всей площади бассейна. 2, 017 л/с · км2 · 34, 7 · 103 км2 = 70 000 л/с. 3). Переведём полученную величину из л/с в м3/с, учитывая, что в 1 м3 1000 л. 70 000 л/с = 70 м3/с. Ответ: расход составляет 70 м3/с.
Задача 580 Река Шилка берёт начало слиянием рек Онон (правая составляющая Шилки) и Ингода (левая составляющая Шилки). Пусть расход р. Онон составляет 191 м3/с, а минерализация (суммарная масса растворённых в воде, преимущественно, солей) воды 0, 125 г/л. Пусть расход р. Ингода 123 м3/с, а минерализация 0, 190 г/л. Какова ожидаемая величина минерализации воды в истоке р. Шилка? Решение: 1). Найдём массу солей, приносимых р. Онон в устье в 1 с. а). 0, 125 г/л = 125 г/м3 б). 191 м3/с · 125 г/м3 = 23 875 г/с. 2). Аналогично с р. Ингода. а). 0, 190 г/л = 190 г/м3 б). 123 м3/с · 190 г/м3 = 23 370 г/с 3). Сколько всего солей за 1 секунду приносится водами обеих рек в исток Шилки? 23 875 г/с + 23 370 г/с = 47 245 г/с. 4). Каков расход (м3/с) в истоке р. Шилка? 191 м3/с + 123 м3/с = 314 м3/с. 5). Теперь возможно определить искомую минерализацию воды в истоке р. Шилка. Составим пропорцию. В 341 м3 воды содержится 47 245 г солей. В 1 м3 воды истока Шилки Х г солей. Х = 47 245 г · 1 м3: 341 м3 = 150 г. Именно столько граммов солей содержится в каждом куб. м воды р. Шилка. Следовательно, минерализация составляет 150 г/м3 или 150 мг/л или 0, 15 г/л. Ответ: в истоке р. Шилка минерализация воды будет составлять 0, 15 г/л.
Задача 581 Река Амур берёт начало слиянием рек Аргунь (правая составляющая Амура) и Шилки (левая составляющая Амура). Пусть расход р. Аргунь 340 куб. м/с, а минерализация воды 0, 180 г/л. Пусть расход р. Шилка 550 куб. м/с, а минерализация воды 0, 195 г/л. Какова ожидаемая минерализация воды в истоке Амура? Решение: 1). Какова масса солей, приносимых р. Аргунь в устье Амура за 1 с? а). 0, 180 г/л = 180 г/м3 б). 340 м3/с · 180 г/м3 = 61 200 г/с. 2). Какова масса солей, приносимых Шилкой в устье Амура также за 1 с? а). 0, 195 г/л = 195 г/м3 б). 550 м3/с · 195 г/м3 = 107 250 г/с. 3). Сколько всего солей приносится в исток р. Амур за 1 с? 61 200 г/с + 107 250 г/с = 168 450 г/с. 4). Каков расход (м3/с) в истоке р. Амур? 340 м3/с + 550 м3/с = 890 м3/с. 5). Определим минерализацию воды в истоке Амура. Удобно составить пропорцию: В 890 м3 содержится 168 450 г солей. В 1 м3 воды содержится Х г солей. Х = 1 м3 · 168 450 г: 890 м3 = 189 г. Это в 1 куб. м, т.е. 189 г/м3 или 0, 189 г/л. Ответ: ожидаемая минерализация воды в истоке Амура 0, 189 г/л или 189 мг/л.
Задача 582 В речку с расходом 120 м3/с, минерализацией воды 200 мг/л и величиной рН 6, 61 впадает ручей с расходом 13 л/мин, минерализацией воды 350 г/л и величиной рН 2, 43. Каковы будут величины минерализации (мг/л) и рН после полного перемешивания воды ручья с речной водой? Решение 1). Сначала рассчитаем минерализацию воды в речке после смешивания её с водой ручья. а). Переведём минерализацию воды ручья из г/л в мг/л и далее в мг/м3. 350 г/л = 3, 5 ∙ 105 мг/л = 3, 5 ∙ 108 мг/м3 б). Переведём расход ручья из л/мин в м3/с 13 л/мин = 13 ∙ 10-3 м3/мин = 0, 217 ∙ 10-3 = 2, 17 ∙ 10-4 м3/с в). Найдём, сколько мг солей за 1 с выносит ручей 3, 5 ∙ 108 мг/м3 ∙ 2, 17 ∙ 10-4 м3/с = 75833, 33 мг/с. г). Переведём расход реки из м3/с в л/с 120 м3/с ∙ 1000 = 1, 2 ∙ 105 л/с д). Найдём, сколько мг солей за с выносит река 1, 2 ∙ 105 л/с ∙ 200 мг/л = 2, 4 ∙ 107 мг/с е). Сколько мг/с выносят речка и ручей совместно? 2, 4 ∙ 107 мг/с + 75833, 33 мг/с = 2, 4075833 ∙ 107 мг/с ж). Пренебрегаем расходом ручья и считаем, что совместный расход речки и ручья равен расходу речки. Тогда находим концентрацию солей, которая станет в речной воде после впадения в речку ручья. 2, 4075833 ∙ 107 мг/с: 1, 2 ∙ 105 л/с = 200, 64 мг/л. Это первый ответ. Продолжение задачи 582 Решение 1). Сколько г. ионов водорода в 1 секунду выносит речка? а). Переведём 10-6, 61 моль/л в стандартный вид (при помощи калькулятора). 10-6, 61 моль/л = 2, 4547 ∙ 10-7 моль/л. б). Переведём 2, 4547 ∙ 10-7 моль/л в мг/л. 2, 4547 ∙ 10-7 моль/л ∙ 1000 = 2, 4547 ∙ 10-4 мг/л или 2, 454709 ∙ 10-4 г/м3. Поскольку 1 моль ионов водорода имеют массу 1000 мг или 1 г. в). Поскольку расход речки 120 м3/с, то: 2, 4547 ∙ 10-4 г/м3 ∙ 120 м3/с = 2, 9457 ∙ 10-2 г/с. 2). Сколько г. ионов водорода в 1 секунду выносит ручей? а). Переведём 10-2, 43 моль/л в стандартный вид (при помощи калькулятора). 10-2, 43 моль/л = 3, 7154 ∙ 10-3 моль/л. б). Переведём 3, 7153 ∙ 10-3 моль/л в мг/л. 3, 7154 ∙ 10-3 ∙ 1000 = 3, 7153 мг/л или 3, 7154 г/м3. Поскольку 1 моль ионов водорода имеют массу 1000 мг или 1 г. в). Поскольку расход ручья, как установлено из первой части задачи, составляет 2, 17 ∙ 10-4 м3/с, то: 2, 17 ∙ 10-4 м3/с ∙ 3, 7153 г/м3 = 0, 8062 г/с. 3). Найдём сумму а). 2, 9457 ∙ 10-2 г/с + 0, 8062 г/с = 0, 8357 г/с б). Пренебрегаем расходом ручья и считаем, что совместный расход речки и ручья равен расходу речки. Тогда находим концентрацию ионов водорода, которая станет в речной воде после впадения в речку ручья. 0, 8357 г/с: 120 м3/с = 6, 9638 ∙ 10-3 г/м3 или мг/л. в). Переведём мг/л в моль/л 6, 9638 ∙ 10-3 мг/л: 1000 = 6, 9638 ∙ 10-6 моль/л г). –lq 6, 9640659 ∙ 10-6 = 5, 16 Это и есть искомое значение рН.
Задача 583
Модуль стока реки Безымянной равен а, (л/мин ∙ км2). Определить высоту слоя стока (мм), если площадь бассейна реки равна б, (тыс.км2).
Варианты задачи 583
|
