Инженерные решения по результатам расчета. Инженерные решения по результатам расчета, направленные на снижение концентрации токсичных компонентов отработавших газов в зоне влияния дороги

Инженерные решения по результатам расчета, направленные на снижение концентрации токсичных компонентов отработавших газов в зоне влияния дороги, следует осуществлять на основе технико-экономического сравнения следующих вариантов защитных мероприятий: 1) изменение параметров дороги, направленное на повышение средней скорости транспортного потока; 2) ограни­чение движения отдельных типов автомобилей полностью или в отдельные интервалы времени; 3) усиление контроле за движе­нием автомобилей с неотрегулированными ДВС в целях миними­зации токсичных выбросов; 4) применение неэтилированного бензина и каталитического дожигания выхлопных газов карбю­раторных ДВС; 5) устройство защитных сооружений.

Главным критерием при таком сравнении служит степень уменьшения концентрации 3В в расчетных точках при минималь­но возможной площади отвода земель под защитные сооружения и наименьших приведенных затратах на обустройство 1 км дороги, достигнутое без снижения ее пропускной способности. Наиболее эффективными, с позиций экологии, но требующими значительных капитальных вложений на реконструкцию дорожной сети, являют­ся первый и пятый варианты защитных мероприятий. Второй и третий варианты относятся к организационным мероприятиям, не требуют больших капитальных затрат, но дают значительно меньший экологический эффект. Реализация второго варианта ведет к преднамеренному снижению интенсивности движения по сравнению с проектной. Внедрение четвертого варианта по всей территории РФ будет возможно лишь после внедрения новых стандартов на автомобильные бензины. Поэтому защитные меро­приятия следует применять в комплексе и с учетом специфики местных условий.

В итоговом заключении студент приводит основные выводы по расчету токсичных выбросов в атмосферу автотранспортом и указывает защитные мероприятия, осуществить которые следует в первую очередь, и какой при этом будет эффект.

5. РАСЧЕТ ТРЕБУЕМОЙ СТЕПЕНИ ОЧИСТКИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОКОВ

5.1. Методика расчета

Оценка требуемой очистки сточных вод (CB) позволяет сде­лать обоснованный выбор типа и мощности очистных сооружений, вариантов размещения оголовков выпуска (у берега или в стре­жень) и их конструктивных особенностей. Участок водоема от места выпуска стоков условно делят на зоны: 1) начального разбавления, в которой скорости истечения стоков (V_с) су­щественно выше скорости потока воды (V_п); 2) основного разбавления, в которой V_с = V_п и перемешивание стоков идет за счет турбулентной диффузии; 3) зона самоочищения, которую в расчетах не учитывают. Общее разбавление СВ определяют как произведение краткости начального и основного разбавлении (п _н и п _o), являющихся результатом перемешивания стоков в 1 и 2 зонах [ 9 ].

Значение п _н определяют по формуле

где d – отношение расчетного диаметра струи к диаметру вы­пускных отверстий; m - безразмерный коэффициент, величину которого находят по формуле

Р _п и p _с – плотности соответственно потоков воды и СВ, при­нимаемые обычно равными единице.

Значение п _o находят как обратную величину коэффициента смешения g. определяемого по формуле

где l _ф – расстояние от выпуска СВ до створа водопользования по фарватеру, км; a - безразмерный коэффициент, учитывающий гидрологические особенности водоема. Значение a находят по формуле

где t – коэффициент, учитывавший место выпуска (при выпуске в стрежень t= 1,5, у берега – 1,0); ò – коэффициент изви­листости, равный отношению расстояния от места выпуска до створа водопользования по прямой l _п к расстоянию между мес­том выпуска и створом водопользования по фарватеру – l _ф, Д – коэффициент турбулентной диффузии.

 

Для условий задания Д зачисляют по формуле

Д = V_п × h / 200, (5.5)

где h.– глубина водоема, м.

Расчетную концентрацию 3В (С_р, мг/л) после полного переме­шивания находят по формуле

С_р = С_исх / (п _н × п _o), (5.6)

где С_исх – концентрация 3В в неочищенных стоках, мг/л. Требуемая степень очистки Э₀ определяется по формуле

Э₀ = (С_р– С_пдк) / С_р, (5.7)

Ср

Значения ПДК для 3В берут из сборника [ 4, 10 ], при нали­чии фонового загрязнения С_пдк уменьшается на величину фоно­вой концентрации данного 3В.

Если Ср £ ПДК, то Эо не определяют по формуле (5.7) из-за нецелесообразности очистки.

5.2. Задание на расчет

Задание № 5.2.1. По исходным данным табл. 5.1 определить требуемую степень очистки производственных стоков с макси­мальным расходом Q_макс содержащих 3В с концентрацией С_исх , при двух вариантах выпуска – у берега и в стрежень реки с фоновым загрязнением 20% от ПДК 3В. Глубина реки h, мини­мальный расход воды Q_мин, скорость потока V_п , скорость истечения стоков V_с. Створ водопользования находится от мес­та выпуска на расстоянии l _п по прямой и l _ф по фарватеру. Отношение расчетного диаметра струи к диаметру оголовков рав­но d, плотности стоков и воды в потоке равны единице. Створ водопользования совпадает со створом полного разбавле­ния. Дать оценку каждому варианту выпуска и обосновать инже­нерные решения по защите водоема от загрязнения, превышающе­го ПДК.

 

5.3. Методические указания по выполнению задания и анализу результатов расчета

Перед выполнением работы студент изучает раздел 5.2 учеб­ного пособия [ 3 ] и свой вариант задания. По сборникам [ 4, 10 ] он определяет ПДК 3В и его лимитирующий показатель вредности. По формулам (5.1...5.7) студент находит кратности начального и основного разбавлений, расчетную концентрацию ЗВ (после его полного перемешивания) в водоеме и требуемую сте­пень очистки. Используя материалы подраздела 2.3.3 учебного пособия [ 11 ], студент выбирает для данного 3В наиболее адекватный метод очистки и другие эффективные методы и сред­ства защиты воды от загрязнения (в соответствии с требовани­ями подраздела 5.4),

5.4. Инженерные решения по результатам расчета

Инженерные решения по результатам расчета включают: 1) вы­бор места сброса (у берега или в стрежень); 2) оценку целе­сообразности применения рассеивающих выпусков при неполном перемешивании СB до створа водопользования (определяется по соотношению между кратностью полного разбавления и частным от деления Q_мин на Q_макс); 3) выбор и обоснование метода и средств очистки для заданного 3В (анализируются методы – адсорбции, флотации, электрохимической и биологической очис­ток, а также конкретные технические средства – магнитные сепараторы, озонаторы и др.).

В итоговом заключении по заданию № 5.2.1 студент приводит расчетную концентрацию 3В и его лимитирующий показатель вред­ности, требуемую степень очистки, а также рекомендуемые мето­ды и средства по уменьшению загрязнения.

 

 

6. РАСЧЕТ И ОЦЕНКА ПОВЕРХНОСТНОГО СТОКА С АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ

6.1. Методика расчета

Оседающие на покрытии автомобильных дорог пыль, продукты износа покрытий, шин и тормозных колодок, выбросы от работы ДВС автомобилей, материалы, используемые для борьбы с голо­ледом, и т.д. приводят (при смыве дождевыми и талыми водами) к насыщению вод поверхностного стока различными 3В, которые затем могут попасть в водотоки и водоемы.

Оценку загрязнения поверхностного стока (сброса) с авто­мобильных дорог и определение необходимости его очистки сле­дует производить расчетом. Он выполняется в следующей после­довательности:

1. Определяют расход дождевых вод Q_c^д, л/с, руководствуясь СНиП 2.04.03-85 [ 12 ], по формуле

Q_c^д = q_уд×F×K, (6.1)

где q_уд – удельный расход дождевых вод, л/c 1 га (для Твер­ской и окружающих ее областей и времени поверхностной кон­центрации 5 минут q_уд = 4 л/c га); F – площадь (не более 5 га) участка автодороги (моста), равная произведению длины участка на ширину части дороги, с которых вода будет посту­пать в водоток, или на расстояние в свету между перилами для мостов, га; К - коэффициент, учитывающий изменение удель­ного расхода воды в зависимости от среднего продольного ук­лона участка дороги или моста и принимаемый по табл. 6.1.

Таблица 6.1. Значения К в зависимости от среднего продольного уклона дороги i

i, % 0	0,1	0,3	0,4	0,5	0,6	0,8	1,0	1,5
К	0,56	0,80	0,87	0,94	1,0	1,05	1,18	1,35
i, % 0	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0	4,5	5,0	6,0
К	1,48	1.59	1,69	1,77	1,85	1,92	1,99	2.12

 

2. Рассчитывают расход талых вод Q_c^т, л/с, по формуле

Q_c^т = 0,5×F×h_c×K_c, (6.2)

где h_c – слой стока за 10 дневных часов, мм (для Тверской и окружающих ее областей h_c = 20 мм); К_с – коэффициент, учиты­вающий окучивание снега (К_с = 0,8).

3. Определяют величину фактического сброса (ФС), г/ч, 3В с поверхностными СВ по каждому ингредиенту (взвешенные вещества, свинец, нефтепродукты) загрязнения по формуле

ФС = 3600×С_ф×Q_c, (6.3)

где 3600 - коэффициент перевода; С_ф – фактическая концентра­ция 3В в поверхностном стоке по каждому ингредиенту загряз­нений согласно табл. 6.2, мг/л; Q_c – расчетный расход поверх­ностных сточных вод (принимают только наибольший из рассчи­танных выше расходов дождевых и талых вод), л/с.

Таблица 6.2. Концентрации загрязнений в поверхностном стоке, мг/л, с покрытий автодорог

4. Определяют коэффициент турбулентной диффузии Д по формуле (5.5) при заданной V_{п .}

5. Рассчитывают коэффициент a, учитывающий влияние гидрав­лических факторов смешения, по формуле (5.4), принимая О_макс равным Q_c.

6. Определяют коэффициент смешения CB с водой водотока g по формуле (5.3).

7. Определяют предельно допустимое содержание 3В в поверхнос­тном стоке c учетом смешения его с водами водотока C_прд, мг/л, по формуле Фролова - Родзиллера

С_прд = g×Q_мин(С_пдк – С_в)/ Q_с + С_пдк , (6.4)

где Q_мин – среднемесячный (минимальный) расход воды в водо­токе 95% обеспеченности, м³ /с; С_пдк – ПДК данного 3В в во­дотоке, мг/л (берут из табл. 6.3).

8. Рассчитывают величину предельно допустимого сброса (ПДС), г/ч, ЗВ по каждому ингредиенту загрязнения по формуле

ПДС = 3600×С_прд× Q_с, (6.5)

где 3600 – коэффициент перевода; остальные обозначения те же, что и в формуле (6.4).

9. Полученные величины ПДС и ФС по каждому ингредиенту заг­рязнения изображают в виде гистограммы и анализируют результаты расчетов, как указано в подразделах 6.3 и 6.4.

6.2. Задание на расчет

Задание № 6.2.1. Определить поверхностный сток и ПДС 3В (взвешенные вещества, нефтепродукты, свинец) в водоток с автодороги Тверской области. Оценить величину фактического сброса (ФС) этих веществ с поверхностными СB по каждому ин­гредиенту. Итоговые результаты расчета изобразить в виде гистограммы, сделать их анализ для обоснования возможности реализации вариантов сброса СВ в водоток без предварительной очистки или через очистные сооружения и предложить соответ­ствующие инженерные решения. Содержание взвешенных веществ в реке (в природных условиях) С_в = 15 мг/л, фоновые концентра­ции прочих веществ отсутствуют. Автомобильная дорога имеет jкатегорию с продольным уклоном i, % 0, и площадью участка во­досбора F, га. Глубина в русле водотока h, м, средняя скорость потока в русле V_п, м/с, расстояние от места выпуска CB до контрольного створа по течению реки l _ф, м, коэффициент извилистости ò, минимальный расход воды в водотоке Q_мин,м³/с.

Численные значения исходных данных приведены в табл. 6.4.

6.3. Методические указания по выполнению задания и анализу результатов расчета

Перед выполнением задания студент должен внимательно изучить подразделы 5.2.4 и 5.2.5 учебного пособия [ 3 ], методику расчета и оценки загрязнения поверхностного стока с автомобильной дороги, а также задание № 6.2.1, изложенные в подразделах 6.1 и 6.2. Затем он определяет расход дождевых и талых вод и величину ФС по каждому ингредиенту 3В по формулам (6.1...6.3). После этого находят величину ПДС по формуле (6.5), причем необходимые для расчета коэффициенты Д, a и gопределяют по формулам (5.3...5.5) подраздела 5.1 настоящего пособия. Для удобства последующего анализа величины ФС и ПДС по каждому ингредиенту 3В следует представить графически в виде гистограммы.

Если величина ФС £ ПДС, то может быть допущен сброс повер­хностных СВ с автодороги непосредственно в водоток без очистки. В случаях, когда ФС > ПДС, сброс поверхностных СB без очистки не допускается. При очистке следует обеспечивать на выходе из очистного сооружения концентрацию 3В, не превышаю­щую значение С_прд , определенное по формуле (6.4).

6.4. Инженерные решения по результатам расчета

Если при анализе результатов расчетов сделан вывод допус­тимости сброса поверхностных СВ без очистки, то при проектировании автомобильных дорог и мостовых переходов применяют обычные схемы водоотвода в соответствии с действующими нор­мами на проектирование и типовыми решениями [ 8 ]. В против­ном случае следует применять схемы поверхностного водоотвода с покрытия автомобильных дорог и мостов, обеспечивающие сбор вод поверхностного стока и направляющие их на очистные соору­жения. Конструкции очистных сооружений рекомендуется, как правило, принимать по действующим типовым проектам. Допуска­ется применение индивидуальных очистных сооружений, например, камерные и тонкослойные отстойники.

Сброс дождевых и талых вод с поверхности автомобильных дорог за пределами водоохранных зон и населенных пунктов производится кюветами, лотками, по откосам на рельеф без до­полнительной очистки, но со скоростями меньше размывающих для грунтов в месте выпуска воды. В проектах автомобильных дорог и мостов не следует предусматривать устройства мойки автомобилей в пределах водоохранной зоны водотоков и водоемов.

В итоговом заключении студент дает величины Q_c^д, Q_c^т, ФC, С_прд и ПДС, а также приводит решение о целесообразности (или нецелесообразности) очистки СB с автодороги. При необ­ходимости последней он указывает какие приняты отстойники.

7, РАСЧЕТ И ОЦЕНКА УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ ВДОЛЬ АВТОДОРОГ

7 1. Методика расчета

При работе ДВС автомобилей образуются "условно твердые" выбросы, состоящие из аэрозольных и пылевидных частиц. В наибольших количествах выбрасываются соединения свинца и сажа. При интенсивности движения более 40 тыс. авт./сутки существенными становятся выбросы кадмия и цинка. Наибольшую опасность для биосферы представляет накопление в почве соединений свинца, что обусловлено высокой доступностью его растениям и переходом по звеньям пищевой цепи в животных, птиц и человека. Выбросы соединений свинца происходят при работе ДВС автомобилей на этилированном бензине (в бензине марок А-76 и АИ-93 содержится, соответственно, 0,17 г/кг и 0,37 г/кг соединений свинца). Около 20% общего количества свинца разносится с отработавшими газами в виде аэрозолей, а 80% выпадает в виде твердых частиц размером до 25 мкм и во­дорастворимых соединений на поверхности прилегающих к дороге земель. Они накапливаются в почве на глубине пахотного слоя или фильтрации воды атмосферных осадков вдоль автодорог.

Оценку загрязнения придорожных земель выбросами свинца и выбор защитных мероприятий по уменьшению ширины их распрост­ранения следует вести на основе расчета уровня загрязнения поверхностного слоя почвы (УЗП) по следующей методике [ 8 ].

1. Определяют мощность эмиссии свинца Р_э , мг/м×сут., при среднесуточной интенсивности движения за расчетный период по формуле

Р_э = К_п×m_p× К_т× К_о(åG_i×P_i×N_i), (7.1)

где К_п = 0,74 – коэффициент пересчета; m_p – коэффициент, учитывающий дорожные условия, принимается по рис. 7.1; К_т = 0,8 – коэффициент, учитывающий долю выбрасываемого свинца в виде твердых частиц в общем объеме выбросов; k_о = 0,8 – коэффициент, учитывающий оседание свинца в системе выпуска отработавших газов автомобиля; G_i – средний эксплуатационный расход топлива для данного типа автомобилей (см. табл. 4.1), л/км; N_i – среднесуточная интенсивность движения автомобилей данного типа, авт./сут. ,Р _i – содержание добавки свинца в топливе, применяемом в автомобиле данного типа, г/кг.

Рис. 7.1. Зависимость коэффициента m_p от средней скорости транспортного потока V

2. Рассчитывают величину отложения свинца на поверхности земли Р_п , мг/м², по формуле

Р_э = (0,4 К _l × j × T_р× P_э) + F, (7.2)

где К _l – коэффициент, учитывающий расстояние l, м, от края проезжей части, принимается по табл. 7.1; j – коэффициент, зависящий от силы и направления ветра, принимается равным отношению площади розы ветров со стороны дороги, противопо­ложной рассматриваемой зоне, к общей ее площади; Т_р – рас­четный срок эксплуатации автодороги в сутках, принимается равным 7300 суток, что соответствует 20–летнему перспективно­му сроку, F – фоновое загрязнение поверхности земли, мг/м².

Примечание. Поскольку на автодорогах 1 категории транс­порт разделен на два потока, противоположных по направлению движения и отделенных друг от друга разделительной полосой шириной не менее 5 м, расчет следует вести отдельно для каж­дой проезжей части (направления) для интенсивности движения равной половине общей, т.е. сначала определяют эмиссию свинца от транспортного потока каждого направления. Затем рас­считывают величину Р_{п (1)} на заданном расстоянии l от края проезжей части ближайшего к расчетной точке А потока (нап­равления) движения по формуле (7.2). После этого рассчиты­вают величину Р_{п (2)} в точке А от потока движения противопо­ложного направления, увеличив расстояние l в формуле (7.2) на ширину проезжей части одного направления плюс 5 м. Ито­говой величиной отложения свинца в точке А от транспортных потоков обоих направлений является сумма величин Р_{п (1)} и Р_{п (2).}

3. Рассчитывают УЗП свинцом Р_с , мг/кг, на различном рас­стоянии от края проезжей части автодороги по формуле

Р_с = P_п/(h× r), (7.3)

где h – толщина почвенного слоя, м, в котором распределя­ются выбросы свинца (принимается на пахотных землях равной 0,2 м, на остальных видах угодий (в том числе и на целине) – 0,1 м), r – плотность почвы, кг/м³.

4. Полученные расчетные значения величины p_c и их измене­ние от расстояния до края проезжей части l необходимо пред­ставить в графической форме (см. рис. 4.2) и сопоставить с ПДК свинца в почве по общеcанитарному показателю, равному 32 мг/кг.

5. При необходимости уменьшения ширины загрязнения придо­рожной полосы свинцом следует предусматривать защитные мероприятия, аналогичные c рассмотренными в подразделе 4.4. Учет эффективности защитных сооружении по снижению УЗП свинцом следует производить по табл. 4.5.

7.2. Задание на расчет

Задание № 7.2.1. Выполнить расчет и оценку уровня загряз­нения придорожных земель выбросами свинца по исходным данным табл. 7.2 и выбрать защитные мероприятия по уменьшению шири­ны их распространения в условиях: 1) реконструкции дороги III категории по нормативам I категории; 2) в случае отказа от реконструкции.

Расчетный период эксплуатации автодороги 20 лет (7300 су­ток); исходя из розы ветров, коэффициент j = 0,7; фоновое загрязнение отсутствует; тип земель – пахота с параметрами h = 0,2 м и r = 1600 кг/м³; шифры типов автомобилей в транс­портном потоке соответствуют обозначениям табл. 4.1. Средняя интенсивность движения в расчетный период N_a, авт./сут.; средняя скорость движения транспортного потока в варианте от­каза от реконструкций V₁, км/ч, то же после реконструкции – V₂, км/ч. Легковые автомобили используют бензин АИ-93, а грузовые (карбюраторные) – А-76. Селъхозугодья начинаются на расстоянии 50 м от внешней кромки проезжей части автодороги, а ширина проезжей части одного направления автодороги I ка­тегории составляет 11,25 м.

 

7.3. Методические указания по выполнению задания и анализу результата расчета

Перед началом выполнения задания студент должен вниматель­но изучить методику расчета и оценки УЗП свинцом, а также задание № 7.2.1, изложенные в подразделах 7.1 и 7.2. После этого он выполняет расчеты величины УЗП свинцом на расстоя­ниях от внешней кромки проезжей части автодороги, указанных в табл. 7.1, используя формулы (7.1...7.3). При этом в рас­четах, связанных с вариантом реконструкции автодороги по нормативам I категории, необходимо принять во внимание реко­мендации примечания подраздела 7.1.

Итоговые результаты расчета как для варианта реконструк­ции автодороги, так и в случае отказа от него необходимо представить графически (см. рис. 4.2) в координатах P_c и l и сопоставить с ПДК свинца в почве. С помощью построенного графика студент определяет ширину полосы от кромки проезжей части автодороги, в которой превышен ПДК, для обоих вариан­тов и делает вывод о влиянии реконструкции автодороги на этот экологический показатель. Если ширина полосы опасного УЗП пересекает границу сельхозугодий, следует предусмотреть защитные мероприятия, экологическую эффективность которых студент должен оценить по табл. 4.5, и полученные результаты нанести на итоговый график.

7.4. Инженерные решения по результатам расчета

На первом этапе принятия инженерных решений по результа­там расчета студент проверяет экологическую обоснованность проведения реконструкции автодороги по нормативам I катего­рии и в случае ухудшения показателя УЗП в придорожной полосе предлагает от нее отказаться.

На втором этапе, если установлена необходимость уменьше­ния ширины загрязнения придорожной полосы свинцом, студент должен предусматривать защитные зеленые насаждения, экраны, защитные валы, прокладку автомобильной дороги в выемке. Перечень защитных мероприятий в табл. 4.5 составлен в порядке возрастания приведенных расходов на возведение и содержание объектов природоохранного назначения. Студент должен стре­миться к достижению безопасного УЗП в расчетной точке на гра­нице сельхозутодий, но с наименьшими затратами.

В итоговом заключении студент делает выводы по результа­там расчета и оценки УЗП свинцом как для случая реконструк­ции автодороги, так и в случае отказа от нее. При реконст­рукции автодороги он дает перечень защитных мероприятий, обеспечивающих безопасный УЗП свинцом.

 

8. РАСЧЕТ И ОЦЕНКА ТРАНСПОРТНОГО ШУМА В ЖИЛОЙ ЗОНЕ

 

8.1. Методика расчета

Доминирующими источниками внешнего шума в населенных пунктах являются транспортные потоки и железнодорожные поезда.

Ожидаемый уровень звука в расчетной точке, обусловленный шумом транспортных потоков, рассчитывают по следующей мето­дике.

1. Пропускную способность, авт./ч, одной полосы движения транспортной магистрали [ 13 ] определяют по формуле

 

где N _пр – максимальное число приведенных. транспортных средств (легковых автомобилей), которое может быть пропущено в тече­ние 1 ч по одной полосе движения в одном направлении, авто­машин; V – установившаяся скорость движения, км/ч.

2. Пропускную способность транспортной магистрали (автомашин в 1 ч) [ 13 ] определяют как

N = (N _пр× К_n)/(1 +1,8 К), (8.2)

где n – число полос движения; К_n – коэффициент многополосности (К₁ = 1; К₂ = 1,9; К₃ = 2,7; К₄ = 3,5; К₅= 4,3; K₆ = 5; К₇ = 5,7; К₈ = 6,4); К – доля грузового и обществен­ного транспорта в потоке.

3. Расчетный эквивалентный уровень звука автотранспортного потока, дБА, находят по формуле

L _экв = L’ _А7 +åD _Аi , (8.3)

где L’ _А7 – эквивалентный уровень звука на расстояний 7,5 м от оси ближней полосы движения транспорта на высоте 1,2 м от поверхности проезжей части для стандартных условий, дБА;

D _Аi – поправка на отличие от стандартных условий.

Расчетное значение шумовой характеристики автотранспорт­ного потока при стандартных условиях представлено в табл. 8.1.

Значения поправок D _Аi на отличие стандартных условий от заданных представлены в табл. 8.2...8.5.

 

4. Эквивалентный уровень звука, дБА, в расчетной точке на улице определяют по формуле

где L _экв – эквивалентный уровень звука на расстоянии r ₀= 7,5м от оси ближней полосы движения транспорта, дБА; r ₀ – принима­ется равным 7,5 м; K ’ – коэффициент, учитывающий снижение шу­ма за cчет характера поверхности земли (для грунта с травой К ’ = 1,1; для снежной поверхности К ’ = 0,9); R – расстояние до расчетной точки, м.

5. Эквивалентный уровень звука в квартире с открытой фор­точкой, расположенной вблизи расчетной точки, принимают на 10 дБА ниже, чем на улице.

6. Вычисляют эквивалентный уровень звука, дБА, в расчет­ной точке вне помещения L _тер, а затем внутри последнего L _помс учетом снижения шума экранами и полосами зеленых насажде­ний по формуле;

где L _тер – снижение шума различными препятствиями (экранирую­щие сооружения, зеленые насаждения), дБА /берут из табл. 8.6 или рассчитывают по формуле (8.7)/; j – количество препятст­вий между источником шума и расчетной точкой.

Снижение уровней шума экранами D L _экр определяют следующим образом. По табл. 8.7 находят величину снижения шума экраном бесконечной длины D L _{экр b} в дБА, предварительно рассчитав разность длин путей прохождения звукового луча d при наличии и отсутствии экрана.

Величину d, м, рассчитывают по формуле

d = (a + в) – с, (8.6)

где а - кратчайшее расстояние между геометрическим центром источника шума и верхней кромкой экрана, м; в - кратчайшее расстояние между расчетной точкой и верхней кромкой экрана, м; с - кратчайшее расстояние между геометрическим центром источника шума и расчетной точкой, м.

Величину снижения уровня звука экраном конечной длины определяют по формуле

D L _экр = D L _{экр a} +Dg, (8.7)

где D L _{экр a} – меньшая из величин D L _{экр a1} и D L _{экр a2} в дБА, оп­ределяемая по табл. 8.8; Dg – поправка в дБА, определяемая по табл. 8.9.

Примечание. В зимнее время из-за отсутствия листьев сниже­ние шума полосами зеленых насаждений следует уменьшить в 1,5 раза.

Для выполнения дальнейших расчетов по экрану вычерчивают в произвольном масштабе принципиальную схему расположения в плане источника шума, экрана и расчетной точки. Затем опус­кают перпендикуляр из расчетной точки на экран и соединяют расчетную точку с концами экрана. После этого определяют углы a₁ и a₂ между перпендикуляром и линиями, соединяющими концы экрана с расчетной точкой (детально см. подраздел 8.3),

Таблица 8.9. Величина поправки в дБА, определяемая в зависимости от разности величин D L _{экр a1} и D L _{экр a 2}

7. Определяют шумовую характеристику потоков железнодорож­ных поездов L _экв в дБА на расстоянии 7,5 м от оси колеи, ближней к расчетной точке по табл. 8.10 с поправкой по табл. 8.11.

8. При движении поездов различных типов шумовую характе­ристику железнодорожного потока, дБА, вычисляют суммированием (по энергии) эквивалентных уровней звука, определенных для каждого типа поезда, по формуле

L _сум = 10 lg (8.8)

 

где L _i – уровень звука i -го источника шума, дБА;n – коли­чество источников шума.

9. Определяют эквивалентный уровень шума в расчетной точ­ке на улице и в квартире с открытой форточкой по формуле (8.4).

10. Рассчитывают эквивалентный шум железнодорожного пото­ка в расчетной точке вне и внутри помещения о учетом сниже­ния шума экранами и полосами зеленых насаждений по формуле (8.5).

И. Определяют ожидаемый уровень звука в дБА а расчетных точках вне и внутри помещения от суммарного воздействия же­лезнодорожного и автомобильного транспорта по формуле (8.8).

12. Оценивают требуемое снижение уровней звука в дБА в расчетной точке L _тр.тер. и L _тр.пом. на территории вне или внутри помещения по формуле

L _{тр.тер. (пом)} = L _{тер.(пом)} – L _{доп.тер. (пом),} (8.9)

где L _{тер.(пом)} – рассчитанный уровень звука в расчетной точке вне или внутри помещения, дБА L _{доп.тер. (пом)} – до­пустимый (нормативный) уровень звука в дБА на территории или в помещениях рассматриваемого объекта.

В РФ согласно СНиП II-12-77 [ 4 ] наибольший допускаемый уровень звука на территории больниц, санаториев, непосредст­венно прилегающей к их зданиям, установлен в 35 дБА; на территории, непосредственно прилегающей к жилой застройке, – 45 дБА; в жилых помещениях – 30 дБА; на территории сложив­шейся жилой застройки допускается принимать 55 дБА.

13. В том случае, если уровень звука в помещении превыша­ет допустимое значение, следует выбрать по табл. 8.12 конст­рукцию окна с улучшенной звукоизолирующей способностью. В этом случае уровень звука L _пом , дБА, в помещениях защищае­мого от шума объекта определяют по формуле

L _пом = L _тер – D L _ок , (8.10)

где L _тер – эквивалентный уровень шума в расчетной точке территорий вне помещения, дБА; D L _ок – снижение уровня шума конструкцией окна (см. табл. 8.12), дБА.

Таблица 8.12. Снижение уровня шума конструкцией окна, защищаемого от шума объекта

8.2. Задание на расчет

Задание № 8.2.1. Рассчитать и оценить эквивалентный уро­вень звука на площадке перед домом и в комнатах первого эта­жа при окнах с открытой форточкой для летних и зимних усло­вий по данным табл. 8.13 и 8.14. Шум создается потоками авто­мобильного и железнодорожного транспорта. Автомобильная и железная дороги параллельны друг другу и располагаются по одну сторону от расчетной точки на расстоянии от последней, соответственно, R₁ и R₄. Вдоль каждой из них со стороны расчетной точки посажена i -рядная полоса зеленых насаждений. На расстоянии R₂ от автомобильной дороги с n полосами движения установлен шумозащитный экран высотой h и длиной R₃таким образом, что расчетная точка расположена напротив се­редины экрана. Скорость движения автотранспортного потока V, км/ч; количество грузового и общественного транспорта в потоке К, %; продольный уклон магистрали m ,‰; отношение ширины улицы к сумме высот застройки К₁. Интенсивность и скорость движения пассажирских поездов, соответственно, сос­тавляют m₁ , пар/ч и V₁, км/ч; электропоездов m₂, пар/ч и V₂, км/ч; грузовых поездов m₃, пар/ч и V₃ км/ч. Прост­ранство между расчетной точкой и магистралями имеет травяной покров летом и снежный – зимой.

Выбрать конструкцию окна жилого помещения, чтобы уровень звука в нем не превышал допустимого значения. Итоговые ре­зультаты расчета изобразить в виде гистограммы.

8.3. Методические указания по выполнению задания и анализу результатов расчета

Вначале студент изучает подраздел 5.7.1 учебного пособия [ 3 ], а затем знакомится со всеми подразделами данного раз­дела и особенно с заданием № 8.2.1. Выполнение данного задания он начинает с изображения расчетной схемы взаимного рас­положения транспортных магистралей, полос зеленых насаждений, экранирующих сооружений и расчетной точки, выполненной в произвольном масштабе (рис. 8.1).

Затем, используя эту расчетную схему, формулы (8.1...8.10) и данные табл. 8.1...8.14, студент определяет ожидаемые уровни звукового давления в расчетных точках вне и внутри помещения и сравнивает их с допустимыми значениями. После этого он выбирает направления по борьбе с шумом транспортных потоков в соответствии с рекомендациями подраздела 8.1 и рис. 8.2, а также табл. 8.6 и 8.12. При этом студент рекомен­дует необходимую ширину полосы зеленых насаждений между ма­гистралями и защищаемым от шума объектом и конструкцию окон в помещениях последнего, а также размер экрана. При расчетах ему следует учесть, что в зимнее время эффективность полос зеленых насаждений снижается в 1,5 раза.

Рассчитанные, допустимые и ожидаемые после проведения противошумных мероприятий уровни звукового давления в рас­четных точках студент изображает в виде гистограммы (рис. 8.3).

Рис. 8.3. Гистограмма результатов расчета по транспортному шуму: 1 и 2 - шумовая характеристика, соответственно, автомобильной и железной дороги; 3 и 4 – рассчитанные уровни звука в РТ вне и внутри помещения зимой; 5 и 6 – то же летом; 7 и 8 – ожидаемые (после проведения противошумных мероприятий) уровни звука в РТ вне и внутри помещения зимой; 9 и 10 – то же летом

8.4. Инженерные решения по результатам расчета

Борьба с шумом ведется по четырем направлениям: 1) техни­ческому - снижение шума в источнике его возникновения;

2) административно-организационному – снижение шума путем регламентации по месту, времени и качественному составу движения транспортных потоков; 3) градостроительному (архитектурно-планировочному) – снижение шума на пути его распрост­ранения в городской среде; 4) строительному (объемно-конст­руктивному) – снижение шума на объекте защиты путем увеличения звукоизолирующей способности наружных ограждений, изме­нению объемно-планировочных решений самого объекта и т.п.

Критерием выбора конкретного способа борьбы с шумом явля­ется минимум приведенных затрат на строительство и эксплуа­тацию защитного объекта, достигнутый без снижения пропускной способности дороги.

Для защиты от транспортного шума широко применяют экраны, размещаемые между источниками шума и защищаемыми от шума объектами. В качестве экранирующих сооружений используют специальные конструкции, а также земляные насыпи, откосы вы­емок, здания нежилого назначения, специальные шумозащитные здания и т.п. В общем случае между источниками шума и расчет­ной точкой могут находиться различные препятствия (экраниру­ющие сооружения, жилые дотла, зеленые насаждения), влияние которых последовательно учитывают, а затем суммируют,

Значительное влияние на снижение транспортного шума оказы­вают полосы зеленых насаждений. Правильно выполненная шумозащитная полоса состоит из деревьев, посаженных на таких расстояниях, чтобы их кроны были плотно сомкнуты, и из посадок кустов, которые полностью закрывают пространство под кронами деревьев.

В итоговом заключении студент приводит основные выводы, базирующиеся на составленной им гистограмме (пример ее офор­мления см. на рис. 8.3) и рекомендует способы защиты от транспортного шума, которые следует применить в первую оче­редь и к чему это приведет при их внедрении.

9. РАСЧЕТ ЗВУКОИЗОЛЯЦИИ ШУМА ОГРАЖДАЮЩЕЙ КОНСТРУКЦИЕЙ

9.1. Методика расчета

Расчет звукоизоляции шума ограждающей конструкцией по СНиП [ 14 ] состоит из следующих этапов:

1. Характер звукоизоляции шума однословной конструкцией определяют графически, представляя его в виде ломаной линии АВСД, как это показано на рис. 9.1.

2. Точки А н В (рис. 9.1) находят по графикам, представ­ленным на рис. 9.2 и 9.3.

Поверхностную плотность Р, кг/м², находят по формуле

P = 0,01×P_к ×h_к, (9.1)

где P_к – удельная плотность материала, кг/м³; h_к – толщина ограждения, м; 0,01 – коэффициент перевода.

Точка А определяется по толщине ограждающей конструкции h_к и поверхностной плотности Р.

По приведенным в исходных данных значениям h и Р (линия 1 для Р ³ 1800 кг/см; линия 2 для Р = 1600, линия 3 для Р = 1400 и линия 4 для Р £ 1200 кг/см) находят значение час­тоты точки В на рис. 9.3 (на оси ординат).

D L для отрезка СД (cм. рис. 9.1) равна 60 дБ, а отрезок BC проводят до пересечения с отрезком СД с наклоном 7,5 дБ на октаву.

3. Частотная характеристика изоляции воздушного шума стек­лянной ограждающей конструкцией определяется графически путем построения ломаной линии, представленной на рас. 9.4.

4. Частоту точек В и С (рис. 9.4) находят как частное от деления соответственно 6000 и 12000 на толщину стекла h_с, мм. D L точки В по оси абсцисс равна 35 дБ, а точки С – 29 дБ. Наклон отрезка АВ равен 5 дБ на октаву, отрезка СД – 8 дБ на октаву.

5. Если ограждение представлено однослойной бетонной конс­трукцией, то для оценки его изоляционной способности доста­точно графиков рис. 9.1...9.3; для стеклянного ограждения используют рис. 9.4. При неоднородной ограждающей конструк­ции, содержащей разные по своим частотным характеристикам элементы, определяют среднее ослабление воздушного шума этой конструкции R_i по формуле

 

где S_к – площадь отдельного элемента сложного ограждения (глухой стены, окна и др.), м; R_к – звукоизолирующая спо­собность этого элемента в к -ой октавной полосе частот, дБ.

6. Анализ результатов расчета и выбор инженерных решений выполняют в соответствии с указаниями подразделов 9.3 и 9.4.

 

9.2. Задание на расчет

Задание № 9.2.1. По исходным данным табл. 9.1 рассчитать звукоизоляцию шума однослойной бетонной конструкцией пло­щадью S _к, толщиной h_к и удельной плотностью Р_к c окнами из силикатного стекла толщиной 3 мм (для нечетных вариантов) и 4 мм (для четных вариантов) и площадью S_o. Оценить защиту при воздействии шума интенсивностью в октавных полосах частот L, дБ, проанализировать результаты расчета и обосновать рекомендаций по защите от шума.

9.3. Методические указания по выполнению задания и анализу результатов расчета

Оценку звукоизоляции шума ограждающей конструкцией применяют при разработке средств защиты жилых помещений от улич­ного шума и защиты районов жилой застройки от шума промышленных предприятий.

При расчетах по рис. 9.1...9.3 студент последовательно определяет D L в каждой октаве каждого компонента ограждения. Затем он по формуле (9.2) рассчитывает среднюю изоляцию шума конструкцией в целом. Все результаты расчетов студент заносит в табл. 9.2, а также приводит ПДУ шума для ночных условий (берет из табл. 9.3) и находят требуемое снижение уровня шума.

 

Помимо табл. 9.2 студент представляет общий график, на котором должны быть показаны спектры: 1) воздействующего шу­ма, 2) проникающего шума и 3) ПДУ шума для ночи.

9.4. Инженерные решения по результатам расчета

Инженерные решения по защите от шума для данной ситуации в основном обеспечиваются следующими методами:

I. Повышением изоляции воздушного шума в самом слабом звене ограждающей конструкции – в окнах за счет применения двойно­го остекления, звукопоглощающих переплетов и увеличения толщины стекла (например, 10-миллиметровое стекло в указанных условиях снижает шум в октавной полосе со среднегеометричес­кой частотой 125 Гц на 36 дБ, 250 Гц на 38 дБ, 500 Гц – 39 дБ, 1000 Гц – 47 дБ, 2000 Гц – 54 дБ и 4000 Гц – 55 дБ).

2. Использованием ограждений с большей поверхностной плот­ностью.

3. Экранированием при защите от уличного шума посадками деревьев, посевами трав, нежилыми зданиями и сооружениями. Звукоизоляция таких решений подробно рассмотрена в разделе 8 настоящего пособия и разделе 7 СНиП [ 14 ].

В итоговом заключении студент приводит основные результа­ты расчета звукоизоляции и указывает методы, которые следует применить в первую очередь по защите от шума.

 

10. ПРОСТЮЗИРОВАНИЕ ЗОН РАДИОАКТИВНОГО ЗАРАЖЕНИЯ МЕСТНОСТИ И ВНУТРЕННЕГО ПОРАЖЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА ПРИ АВАРИЙНОМ ВЫБРОСЕ НА АЭС

10.1. Методика прогнозирования

При аварии на АЭС может произойти выброс: 1) парогазовой фазы или 2) продуктов деления ядерного горючего. Первый слу­чай возможен при аварии без разрушения активной зоны ядерно­го реактора с выбросом радиоактивных изотопов (ксенон, крип­тон, йод) на высоту 150...200 м в течение 20...30 мин; второй случай – при аварии с разрушением активной зоны реактора и выбросом продуктов деления на высоту до 1 км (мгновенно) с последующим истечением струей радиоактивного газа на высоту до 200 м. При этом большая часть активности выносится из реактора при истечении этого газа до тех пор, пока не загерметизируют данный реактор. Такие выбросы способствуют радиоак­тивному заражению (РЗ) окружающей среды.

При аварии на АЭС с разрушением реактора (наиболее опас­ный случай) образуются пять зон внешнего РЗ (обозначаются буквами А^/, А, Б, В и Г) и две зоны внутреннего (ингаляци­онного) поражения (обозначаются буквами Д^/ и Д), приведенные на рис. 10.1. Они имеют наименование и обозначение цветом. Так, зона А^/ – зона слабого РЗ, красный цвет; А – зона уме­ренного РЗ, синий цвет; Б – зона сильного РЗ, зеленый цвет; В – зона опасного РЗ, коричневый цвет; Г – зона чрезвычайно опасного РЗ, черный цвет; Д^/ – зона опасного внутреннего по­ражения (ВП), пунктир коричневого цвета; Д – зона чрезвычай­но опасного ВП, пунктир черного цвета.

Длительность заражения местности зависит от периода полу­распада Т_п вещества, применяемого в качестве ядерного горю­чего. Так, для урана-235 Т_п = 700 млн. лет, цезия-137 Т_п = 30 лет и стронция-90 Т_п = 28,6 года. Характер спада уровня радиации (мощности дозы), рад/ч, зависит от времени после аварии на АЭС (Т_ав до и более 3 месяцев) [ 15 ]. В це­лом закон спада уровня радиации таков: за семикратный проме­жуток времени уровень радиации уменьшается в два раза (при ядерном взрыве в десять раз). Это объясняется тем, что из ядерного реактора выбрасываются при аварии только долгоживущие радионуклиды (уран-235, цезий-137, стронций-90 и т.д.). Короткоживущие радионуклиды перестали существовать после длительной работы на данном ядерном топливе в реакто­ре АЭС.

рис. 10.1. Зоны РЗ и ВП при аварии на АЭС с разрушением реактора (ОЭ – объект экономики)

Как внешнее РЗ, так и ЗП опасны для человека. Наиболее опасным видом облучения является ВП, так как радионуклиды (радий, стронций и др.) поступают в органы дыхания и кишечно-желудочный тракт, а затем перераспределяются в критические органы (особенно щитовидную железу) и накапливаются в орга­низме на длительное время. Поэтому для выявления зон РЗ мест­ности и ВП человека проводят прогнозирование на случай ава­рий на АЭС с разрушением реактора и выбросом продуктов деле­ния А_к = 10% при скорости ветра на высоте 10 м V₁₀ = 5 м/с. Затем подбирают режим радиационной защиты (РРЗ) для обслужи­вающего персонала ОЭ (предприятия, АО и фирмы) и населения города (поселка), попавших в соответствующую зону РЗ и ВП (например, как на рис. 10.1).

Методика прогнозирования состоит в следующем.

1. Определяют степень вертикальной устойчивости атмосферы (СВУА) по табл. 10.1, руководствуясь V₁₀, облачностью и временем суток.

Обозначения: КО – конвекция или неустойчивое состояние атмос­феры; ИЗ – изотермия или нейтральное состояние; ИН – инвер­сия или устойчивое состояние атмосферы.

2. Находят по табл. 10.2 среднюю скорость ветра V_ср м/с, в приземном слое в зависимости от СВУА и V_10.

3. С учетом типа возможной аварии на АЭС определяют по табл. 10.3 размеры зон РЗ и ВП с дозой до полного распада Д_¥и записывают их.

4. Строят в соответствующем масштабе схему зон РЗ и ЗП и наносят на эту схему ОЭ, город или поселок как показано на рис. 10.1. При этом зоны обозначают соответствующим цветом, указанным выше.

Примечания: 1. Нагляднее размещение зон видно на карте мест­ности, которой должны воспользоваться дипломники. 2. Предприятие, АО, фирму с городом (поселком) лучше обозначать квадратом на схеме и написать ОЭ с городом или поселком.

Таблица 10.3. Характеристика зон РЗ и ВП для изотермии при V₁₀ = 5 м/с, высоте выброса H_в = 200 м (реактор типа РМБК-1000) продуктов деления, А_к = 10%

Обозначения к табл. 10.3: Р₁ = Д_¥ /400 – уровень радиации на 1 ч после аварии; Д_¥ – доза до полного распада.

5. По схеме (карте) определяют в какую из зон РЗ или ВП, или одновременно в зоны РЗ и ВП попал наш ОЭ с городом (по­селком). Если ОЭ вышел за зону А’, то он вне опасности по РЗ и ВП. В последнем случае прогноз не следует проводить в даль­нейшем.

Примечание. По карте определяют расстояние L _o, м, по прямой от АЭС до ОЭ или города.

6. Вычисляют время, ч, начала выпадения радиоактивных осадков над заданным объектом (поселком) по формуле

t_вып = L _o /3600 V₁₀, (10.1)

где L _o – расстояние от ОЭ (поселка) до АЭС, м.

7. По табл. 10.4 определяют время формирования – t_форм, ч, радиоактивного следа.

8. Если облако сформировалось ко времени подхода его к ОЭ, то над ним будет происходить выпадение радиоактивных осад­ков. Поэтому по табл. 10.3 определяют методом интерполяции (см. пример 1) возможный уровень радиации Р₁ и возможную до­зу Д_{¥ внеш.} для зоны РЗ, где находится наш объект; для зоны ВП определяют только возможную дозу Д_{¥ внутр.}

Пример 1. Определить методом интерполяции по табл.10.3 зна­чения Р₁ (уровень радиации на 1 ч после аварии) и Д_{¥ внеш.}, если ОЭ попал а зону А; Д_{¥ внутр.}, если ОЭ попал в зону Д'. Расстояние L _o = 60 км.

Решение. Для наглядности воспользуемся рис. 10.1, из кото­рого видно: 1) ОЭ находится между внешними границами зон А и Б, тогда

Примечание. Если ОЭ находится внутри зоны Д, то Д_{¥ внутр.} > 250 бэр; вне зоны Д’ (до внешней границы зоны А') Д_{¥ внутр.} <30 бэр.

9. Определяют уровни радиации, рад/ч, на ОЭ на различное время (на начало выпадения осадков, конец рабочей смены с момента выпадения осадков, конец первых суток и на конец трех суток) по формуле

P_t = P₁/ K, (10.2)

где К – коэффициент пересчета, принимаемый по табл. 10.5.

Таблица 10.5. Коэффициенты К на любое заданное время (до трех суток включительно)

Пример 2. Найти уровни радиации на ОЭ для различного времени по формуле (10. 2), если известно: Р₁ = 0,63 рад/ч, t_форм = 5 ч, Т_р = 4 ч.

Решение. 1. На начало выпадения радиоактивных осадков, т.е., t_нач = t_форм = 5 ч при К = 2,22 (см. табл. 10.5), P₅ = 0,63/2,22 = 0,28 рад/ч.

2. На конец рабочей смены, т.е., t_к =t_нач + Тр = 5 + 4 = 9 ч при К = (2,85 + 3,0) / 2 = 2,93; P₉ = 0,63/2,93 = 0,22 рад/ч.

3. За первую смену P_сp = (P₅ + Р₉) / 2 = (0,28 + 0,22) / 2 = 0,25 рад/ч.

4. На конец первых суток с начала выпадения осадков при

К₂₄ = 5, Р₂₄ = 0,63/5 = 0,13 рад/ч.

5. На конец третьих суток при K₇₂ = 7, P₇₂ = 0,63/7 = 0,09 рад/ч.

10. Находят дозу облучения, бэр, полученную на открытой местности за первые сутки (накопление дозы идет неравномерно: в первые сутки после аварии – более интенсивно, чем в после­дующее время) по формулам;

Затем сравнивают Д_1сут с Д_уст (см. исходные данные),

11. При Д_1сут > Д_уст подбирают соответствующий режим ррз для персонала ОЭ и населения (который должен строго соблюдать­ся на ОЭ с поселком), а также решения по их защите, руковод­ствуясь табл. 10.6. Для этого рассчитывают критерий возможной дозы за 10 суток и 1 год.

Примечание к табл. 10.6. Мероприятия по защите (решение) осуществляются: I) частично, если прогноз облучения превы­шает нижний уровень; 2) в полном объеме (обязательное выпол­нение) при превышении верхних значений облучения.

Лучше решение принимать по дозовым нагрузкам за короткое время, т.е. на ранней фазе развития аварии –10 суток. Рас­чет этой дозы ведут по формуле

Д_{10 сут} = 2 (P_к t_к – P_н t_н), (10.5)

где P_н и P_к – уровень радиации на начало и окончание облуче­ния, рад/ч; t_н и t_к время начала и окончания облучения, ч.

Однако в табл. 10.5 коэффициенты пересчета К даны на вре­мя после аварии на АЭС только до 3 суток. Поэтому принимают, что

Д_{10 сут} = Д_{3 сут} + Д_{7 сут}, (10.6)

Тогда, руководствуясь формулой (8.5),

Д_{3 сут} = 2(Р_{3 сут} × 72 – Рt _вып × t_нач ), (10.7)

где Рt _вып – уровень радиации при начале выпадения радиоак­тивных осадков над ОНХ, рад/ч; t_вып – время начала выпадения этих осадков, ч.

Определив Д_{3 сут} и зная, что за семикратный период времени (в нашем случае за 7 суток) согласно закону спада радиация снизится в 2 раза, формулу (10.6) можно записать так:

Д_{10 сут} ⁼ Д_{3 сут} +(Д_{3 сут} /2), (10.8)

Найденную величину Д_{10 сут} сравнивают с дозовым критерием, указанным в табл. 10.6, и, руководствуясь примечанием к дан­ной таблице, принимают решение. Оно может быть однозначным: частично применяют мероприятия по защите или в полном обяза­тельном объеме в зависимости от превышения Д_{10 сут} нижний или верхний критериальный уровень табл. 10.6.

Пример 3. Вычислить Д_{10 сут} и принять решения по защите рабо­тающих и населения, если известно: Р_{3 сут} = 0,09 рад/ч, Р_н = 0,28 рад/ч и t_н =t_форм =5 ч.

Решение. 1. По формуле (10.7) определяем Д_{3 сут} = 2(0,09 ×72 + 0,28×5) = 15,76 бэр.

2. Вычисляем по формуле (10.8) значение

Д_{10 сут} =15,76 + (15,76 / 2) = 23,64 бэр.

3. По табл. 10.6 принимаем решения по защите. Величина 23,64 бэр превышает верхний уровень табл. 10.6 (на все тело) за исключением решения по эвакуации взрослых. Поэтому укрытие, защиту органов дыхания и йодную профилактику взрослых людей, детей, беременных женщин, эвакуацию детей и беременных женщин необходимо проводить в полном объеме, а эвакуацию взрослых людей –осуществить частично, т.е. вначале – население по мере возможности.

12. Вычисляют суммарную дозу, полученную работающим первой смены, по формуле

Д_å= Д_отк + Д_8ч + Д_о + Д_пер + Д_отд, (10.9)

где Д_отк – доза, полученная работающим на открытой местности в течение соответствующего времени, бэр; Д_8ч – доза, полу­ченная работающим на рабочем месте за 8-часовую смену, бэр; Д_о – доза, полученная работающим от проходящего радиоактив­ного облака (принимается по табл. 10.7), бэр; Д_пер – доза, полученная работающим при переезде к месту работы и обратно (Д_пер = Д_кр + Д_ср, где Д_кр и Д_ср –дозы, полученные при пере­езде соответственно к работе и с работы), бэр; Д_отд – доза, полученная работающим за время его отдыха в зоне отдыха (т.е. от конца рабочей смены до истечения первых суток), бэр. Все составляющие Д_å находят по формуле

Д _t=(P_ср×T) / K_о, (10.10)

где P_ср = (Р_н + Р_к)/2 – среднее значение уровня радиации, рад/ч, за промежуток времени от начала до конца периода об­лучения; Т – период облучения работающих в различных услови­ях (на открытой местности, в транспорте, на рабочем месте и в зоне отдыха), ч; К_о – коэффициент ослабления в этих усло­виях (он задается в исходных данных).

Найденную величину Д_å сравнивают с Д_уст . При Д_å > Д_уст необходимо проанализировать составляющие Д_å и выделить те из них, которые дают наибольший вклад в Д_å. Затем предус­мотреть меры по их снижению (например, сокращение времени облучения или увеличение коэффициента К_о для соответствующих условий.

Примечание. При определении Д_отк и Д_кр величину Р_ср при­нимают наибольшей, т.е. равной величине на начало выпадения осадков.

Пример 4. Вычислить Д_å, сравнить ее с Д_уст = 2 бэр и предус­мотреть меры по снижению составляющих Д_å. Известно: P_сp = 0,425 рад/ч на рабочем месте, продолжительность смены 8 ч и коэффициент ослабления (защиты) К_о = 10; L _o = 30 км; на открытой местности Р_отк = 0,56 рад/ч люди находятся 2 ч при К_о = 1; переезд к работе и с работы занимает 2 ч при К_о = 2 с Р_кр = 0,56 рад/ч и P_сp = 0,29 рад/ч; время отдыха 12 ч при К_о = 20 с P_сp = 0,29 рад/ч до Р_1сут = 0,13 рад/ч.

Решение. 1. Определяем по формуле (10.10) все составляю­щие Д_å/см. формулу (10.9)/:

Наибольший вклад в Д_å вносит Д_отк, Д_о и Д_пер. Лучшим ре­шением является уменьшение времени нахождения на открытой местности до 0,5 ч (а 1,5 ч перенести в зону отдыха) и пере­езда на транспорте к работе и с работы до 1 ч (а I ч пере­нести в зону отдыха). Величину Д_о нельзя уменьшить, так как она зависит от удаления ОЭ от АЭС.

4. С учетом принятых изменений пересчитываем Д_отк , Д_пер и Д_отд получаем

Д_å = 0,28 + 0.34 + 1 + 0,212 + 0,152 = 1,984 <Д_уст = 2 бэр.

13. По величине Д_å определяют радиационные потери (РП) людей на ОЭ и распределение их по времени (табл. 10.8), если Д_å > 100 рад или бэр. Если Д_å>50 бэр, то определяют по табл. 10.9 групповую трудоспособность структурного подразде­ления (цеха, службы, отдела или участка) ОЭ.

Примечания: Подразделения с ограниченной трудоспособностью, I или II степени сохраняют трудоспособность; III степени - теря­ют трудоспособность до 50...60%.

14. Подбирают РРЗ как для работающих, так и для населения, находящегося в условиях радиоактивного заражения местности.

Безопасным РРЗ считается такой режим, когда облучение лю­дей не выше суточно установленной дозы Д_уст. Он характеризу­ется коэффициентом безопасной защищенности С_б, определяемым по формуле

С_б =Д_сут / Д_уст , (10.11)

где Д_сут – доза радиации, накапливаемая на открытой местнос­ти за сутки, бэр (в нашем случав Д_сут для населения и Д для работающих ОЭ); Дуст - установленная доза нормами радиа­ционной безопасности (НРБ-96) для выполнения аварийных ра­бот, бэр.

Величина Д_уст имеет не только организационный характер, но и экономический, так как оплата труда зависит от расстоя­ния до места аварии. Коэффициент С_б показывает во сколько раз должна быть уменьшена фактическая доза радиации над Д_уст.

Для установления безопасного режима работы на ОЭ (при медленном спаде уровня радиации) вычисляют суточный коэффи­циент защищенности С по формуле

где Т_i – продолжительность пребывания работающих на открытой местности в защитных сооружениях, зданиях, машинах и т.д. в течение суток, ч; К_о – коэффициент ослабления в этих услови­ях.

Величина С показывает во сколько раз доза облучения, по­лученная людьми при данном режиме, меньше дозы, которую они получили бы за то же время на открытой местности.

Если выполнено условие С ³ С_б то радиационная безопас­ность (РБ) обеспечивается. Если нет, то режим РБ корректиру­ется за счет повышения К_о и уменьшения времени нахождения в условиях худшей защищенности.

Пример 5. Вычислить коэффициенты C_б и С по формулам (10.11 и 10.12) с использованием данных примера 4 при Д _сут = 13,7 бэр.

Решение. 1. Определяем по формуле (10.11):

для населения

С_б = 13,7