Le plan de protection de la qualité des eaux. Moyen efficacé pour assurer l'utilisation rationelle des eaux dans l'ensemble des bassins hydrographiques

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The following conclusions have been drawn from the results according to the oxygen criteria. 1. The ice cover involves in free-flowing rivers a suppression of the biochemical decomposition process of organic compounds marked with the coefficient of oxygen utilization kl,, 20 ° C, which for the value BOD equal to 15 mg/1 02 was 0.045 in the Odra river, and was approximately one-quarter the value estimated in the winter season when the river was free of ice cover. 2. In free-flowing rivers and in anaerobic conditions caused by excessive pollution of water with organic substances the coefficient of oxygen utilization k l, is at least less than half that established in aerobic conditions. 3. The canalization of the Odra River exerts a negative influence on the coefficient of oxygen utilization with an initial BOD = 15 mg/l 02 the coefficient kl,20 ° C was 0"07 during the navigable period and, compared with the post-navigable period kl,20 ° C = 0-19, nearly one-third the value. 4. The values of the coefficient of atmospheric oxygen uptake k2,20 ° C are from 1-5 to 2'5 times as great in free-flowing sections as the values for canalized sections. This proves the negative influence on the reaeration process of raising the water level. 5. The smallest self-purification capacity of the Odra River is in canalized, ice covered sections, when the coefficient rate of self-purification--f, is only 0.60 for the initial BOD = 15 mg/1 O2. 6. The self-purification capacity of the Odra River is much higher in free flowing, ice covered sections than on canalized, ice covered sections, when the coefficient.f, for the initial BOD = 15 mg/102 is 1.90. 7. In summer and autumn navigable periods there is in canalized sections a significant lowering of the self-purification coefficient of the water only in the range of the higher initial BOD values, from 20 mg/1 02 i.e., in waters strongly polluted. As regards initial values of BOD equal to 8-10 rag/1 02 the differences in the rate of self-purification in free-flowing and canalized sections are insignificant. 8. The insufficient amount of dissolved oxygen in free-flowing rivers during the summer season results in a significant lowering of the self-purification coefficient of the water environment f,, and the rate of the process in this period under anaerobic conditions is similar to that during the ice-covered winter conditions. 9. It follows from an analysis of Szniolis' parameters that the coefficients of real BOD reduction-WR, are in the summer season in canalized sections only 40 per cent of the values found under freeflowing conditions. The negative influence of the raising of the water depth on self-purification is also seen in the values of Szniols' third parameter--SS. 10. It follows from calculations of the oxygen balance, made on the basis of these results, that onethird of the oxygen from all sources--from tributaries and from the atmosphere was supplied into the Odra by needle and fixed weirs. This is proof of the direct influence of water impounding structures on the oxygen contents in the Odra River. This follows also from the shape of the oxygen curve in the winter post-navigable period, when the Odra was covered with ice. Analysing the waters of the Odra according to Liebmann's biological classification of water purity the conclusion can be drawn that the canalized Odra section is of the III-alpha meso-saprobic class, characterized by an accumulation of bottom sediment, ',development of hydrogen sulphide, lack of oxygen and the extinction of fish. According to Leopoldseder's classification the Odra River is characterized by limited biological production. One may say that the canalization of the Odra River has positive as well as negative features, of which the positive effect of the weirs in increasing the amount of dissolved oxygen in the river is the most important. But excessive pollution in this river exceeds the positive points of the canalization and at the same time aggravates and emphasizes the negative features of canalization.

Le plan de protection de la qualit~ des eaux. Moyen etficac~ pour assurer l'utilisation rationelle des eaux dans l'ensemble des bassins hydrographiques. S. ANTONIUS, Bucarest, Rumania Les quantitrs de plus en plus grandes d'eaux rrsiduaires nocives provenant d'industries et de centres habitrs, nec~ssitent des mesures de protection des cours d'eau, qui, d'habitude, sont les 6missaires des eaux rrsiduaires. I1 en a rrsult6 donc la nrcessit6 de l'61aboration d'un plan de protection de la qualit6

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des eaux des bassins hydrographiques, plan devant devenir l'616ment fondamental, coordonnateur, de toutes les mesures adopt6es pour prot6ger les cours d'eau contre la pollution des eaux r~siduaires. Entre 1960 et 1965, ~t l'Institut de Recherches Hydrotechniques de Bucarest, on a effectu~ des recherches concernant l'6tude complexe de la dynamique de la pollution et de l'auto-~puration des eaux des principaux bassins hydrographiques de Roumanie. Ces recherches ont permis de donner au plan de protection de la qualit6 des eaux un fondement scientifique. Le plan de protection de la qualit6 des eaux propose des mesures sp6ciales et des ouvrages ad6quats pour assurer la qualit6 de r e a u pouvant satisfaire aux usagers existant d6jh ou en perspective. Les utilisations diverses de l'eau des rivi6res, tels que ralimentation en eau potable, l'agr6ment, la pisciculture, l'alimentation en eau des industries, les irrigations, n6cessitant des qualit6s diff6rentes des cours d'eau, dans les zones o4 ces eaux sont utilis6s. Pour 6tablir ces conditions, il faut analyser la situation du bassin hydrographique respectif dans son ensemble, sachant qu'en analysant chaque source de pollution s6par6ment, sans tenir compte des sources de pollution et des usagers de l'amont et de raval, on peut adopter des mesures inad&tuates du point de vue technique et 6conomique. L'analyse d'ensemble devra donc tenir compte des usagers actuels, de ceux en perspective, des 6vacuations d'eaux r6siduaires actuelles et futures, des phgnom6nes de dilution et d'auto-6puration, pour assurer, dans toutes les zones oh il n'y a pas d'exigences qualitatives sp6ciales, un minimum de qualit6 correspondant ~t la troisi6me cat6gorie, d6finie dans le standard roumain "Conditions qualitatives des eaux de surface". En partant des plans de protection de la qualit6 des eaux, qui assurant la rgalisation d'une politique unitaire et efficace de la protection des eaux, on pourra mettre h la disposition des intgress6s les 616ments n6cessaires ~t l'61aboration des projets des installations d'6puration et au contr61e de l'efticacit6 de ces installations, notamment les quantit6s maxima de substances nocives contenues dans les eaux r6siduaire, admises/~ ~tre 6vacu6es dans les eaux de surface. Compte tenu des qualit6s maxima admises ~t 6tre 6vacu~s, en pourra determiner, pour les eaux r6siduaires, le degr6 d'6puration dont on tiendra compte pour d6terminer le profil de la station d'6puration. Le plan de protection de la qualit6 des eaux apparait donc, selon notre conception et dans la lumi6re de ce qu'on vient d'exposer, comme un mat6riel complexe, devant Etre r6vis6 p6riodiquement en fonction des modifications survenues dans 16 bassin hydrographique respectif. Le plan de protection de la qualit6 de l'eau devra contenir:

(A) D O N N I ~ E S

FONDAMENTALES

Les donn6es fondamentales n6cessaire pour d~terminer les conditions qualitatives des eaux dans un bassin hydrographique, sont les suivantes: --les utilisations de l'eau, avec le n o m e t la nature de chaque usager, son emplacement, les d6bits pris ~ la rivi6re et restitu6s, et la cat6gorie de la qualit6 de reau n6cessaire pour satisfaire les usagers; --les sources de pollution, avec le n o m e t la nature de chaque source, son emplacement, les d6bits 6vacu6s et les caract6ristiques des eaux r6siduaires; --les caract6ristiques hydrologiques et physico-chimiques des rivi~res du bassin, avec les d~bits de dilution en diverses sections caract6ristiques, les 616ments hydrauliques correspondant ~ ces d6bits, notamment les vitesses, les largeurs, les profondeurs, les pentes, les rugosit6s, les co6fficinets de la demande d'oxyg6ne et de la r6a6ration, ainsi que les caract6ristiques physico-chimiques de ces rivi6res.

(B) S C H I ~ M A D E

CALCUL

Une fois les donn6es fondamentales 6tablies, on y choisit les 616ments caract6ristiques, qui sont d6terminants pour pr6ciser tes conditions qualitatives dans l'ensemble du bassin hydrographique respectif, en vue d'adopter les hypoth6ses simplificatrices permettant d'6tablir techniquement les conditions d'6vacuation des eaux r6siduaires dans les 6missaires. L'interpr6tation des donn6es fondamentales en ce sens, permet d'6tablir finalement le sch6ma de calcul. On commence donc par noter, sur le plan du bassin, la place de tous les usagers et de toutes les sources de pollution. En partant d'une analyse dont les crit6res sont en g6n6ral l'importance et la

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nature des sources de pollution, on passe ensuite/t la s~lection des usagers et des sources consid6r~s comme d6terminants pour l'6tablissement des conditions d'6vacuation des eaux r6siduaires. Les 6Mments choisis selon ce proc~d6 servant ~ l'61aboration du schema de calcul, en partant des profits en longueur des dvi6res du b a s s i n e t ell y marquant les utilisations et les sources de pollution d6terminantes avec leurs caract6ristiques, les sections de calcul, ainsi que les caract6ristiques des cours d'eau. (C) C A L C U L D E S

CONDITIONS D'I~VACUATION RI~SIDUAIRES

DES EAUX

Ces calculs r6f6rent, en premier lieu, ~t la v6rification du degr6 du m61ange des eaux r6siduaires avec l'eau de l'6missaire, aux sections fix6es dans le sch6ma de calcul. On fait ensuite les calculs permettant d'6tablir les conditions d'6vacuation, au point de vue de la demande biochimique d'oxyg6ne en cinq jours et du r6gime de l'oxyg6ne, des mati6res en suspension, des substances toxiques et de la temp6rature, en tenant compte donc des principaux crit6res d6terminant la qualit6 de l'eau. Les r6sultats finals de tous ces calculs permettant de d6terminer, pour chaque source de pollution, les quantit6s maxima d'616ments nocifs contenus dans les eaux r6siduaires admises ~t 6tre 6vacu6es dans les 6missaires, en respectant les conditions qualitatives fix6es par le standard roumain "Conditions qualitatives des eaux de surface". Ces valeurs, fournies par le plan de protection de la qualit6 des eaux, permettent de d6terminer les degr6s d'6puration et d'6tablir les profils des stations d'6puration. Ainsi, on pourra donc exercer le contr61e sur la fa~on dont les conditions qualitatives exig6es par le standard pour les eaux de surface, ont 6t6 respect6es, en v6rifiant pour chaque 6vacuation si les quantit6s maximas de substances et d'6Mments nocifs, contenus dans les eaux r6siduaires admises ~t Etre 6vacu6es, n ' o n t pas 6t6 d6pass6es. En respectant ces conditions, on pourra assurer, dans l'ensemble du bassin hydrographique respectif, la qualit6 de r e a u fix6e par le standard pour satisfaire ~t toutes les utilisations. Les plans de protection de la qualit6 de l'eau doivent ~tre 61abor6s pour tous les bassins hydrographiques du pays, comme un moyen efficace de diriger et de coordonner l'action de protection de la qualit6 des eaux. En partant des r6sultats obtenus h l'Institut de Recherches Hydrotechniques, on est pass6, en Roumanie, ~ l'61aboration des plans de protection de la qualit6 des eaux pour tous les bassins hydrographiques du pays. Ces plans devront Etre r6vis6s p6riodiquement et maintenus on concordance avec les modifications qui aurent survenu dans le bassin respectif par suite du d6veloppement 6conomique, de la hausse du niveau de vie des habitants et de l'accroissement des exigences hygi6niques et sanitaires.

On the diffusion phenomena in boundary layers of turbulent flow and its influence on the course of the self-purification of small streams. V. NOVOTNY,Brno, Czechoslovakia In small streams, the course of the self-purification of water is largely influenced by the action of bottom organisms. According to several authors, the velocity of the self-purification depends on the ratio of the biomass of bottom organisms to the flow. In this respect, considerable significance is ascribed to the fact that the biological activity of benthic slimes is limited by the quantity of nutrients diffusing from the free water environment to the bottom of the stream. Therefore, the existence of the boundary layer between the bottom and the free-flowing water, as well as the diffusion of solids through it, are of paramount interest. • The mathematical approach to the solid transfer between the benthic environment and the turbulent flow necessitates the introduction of the term "layer of quiescence" which some authors describe as "film". In this layer, the movement of solid particles presumably takes place by the molecular diffusion occurring in the direction of the concentration gradient. The mass transfer in the flowing water is governed by two different mechanisms, i.e. by molecular