Расчет долгопериодных средних концентраций ЗВ от группы точечных, линейных и площадных источников загрязнения атмосферного воздуха

 

10.3.1. Долгопериодная средняя концентрация ЗВ C при наличии N источников выбросов определяется как сумма долгопериодных средних концентраций ЗВ от отдельных источников:

 

С = C ₁ + C ₂ +... + C _N, (10.14)

 

где C ₁, C ₂,..., C _N - концентрации ЗВ соответственно от первого, второго, N -го источника в рассматриваемой расчетной точке.

Концентрации C ₁, C ₂,... ЗВ могут соответствовать точечным, линейным и площадным источникам выбросов.

В случае, когда имеются неучтенные источники (раздел 11 настоящих Методов) выброса того же ЗВ, в правую часть формулы (10.14) добавляется слагаемое C¢ _Ф, характеризующее фоновое загрязнение атмосферного воздуха от неучтенных источников.

10.3.2. Долгопериодная средняя концентрация C_l ЗВ от линейного источника, расположенного вдоль отрезка l длиной L, рассчитывается по формуле:

 

, (10.15)

 

где C (x, y) - концентрация ЗВ, создаваемая в расчетной точке (х,у) точечным источником, находящимся в точке (x, h) отрезка l, интеграл в формуле (10.15) вычисляется вдоль этого отрезка. Подынтегральная функция в формуле (10.15) вычисляется по формулам пункта 10.1.

При расчетах для аэрационного фонаря подынтегральная функция в формуле (10.15) рассчитывается с использованием суммарного выброса из фонаря и эффективного диаметра, определяемого по формуле (6.4).

Погрешность численного интегрирования при расчете концентраций ЗВ от линейных источников во всех расчетных точках по формуле (10.15) не должна превышать 3 %.

Точки линейного источника, принадлежащие отрезку l, определяются из условия, что в декартовой системе координат с началом в расчетной точке и осью х, ориентированной по направлению ветра, их абсциссы отрицательны.

Для линейного источника, мощность выброса от которого изменяется вдоль отрезка l, подынтегральная функция в формуле (10.15) умножается на функцию G ₀(x, h), характеризующую изменение мощности выброса вдоль рассматриваемого источника по отношению к ее характерному значению, применяемому при расчете C [10].

10.3.3. Долгопериодная средняя концентрация C _S(x, y) ЗВ от площадного источника, занимающего область S площадью S _P, рассчитывается по формуле:

 

, (10.16)

 

где C(x, y) - осредненная за этот период времени концентрация ЗВ, создаваемая в расчетной точке (х, у) точечным источником, находящимся в точке (x, h) области S _П, по которой вычисляется интеграл.

Типы источников выбросов, которые могут аппроксимироваться площадными источниками, перечислены в пункте 8.8.

Подынтегральная функция в формуле (10.16) вычисляется по формулам, приведенным в пункте 10.1 с использованием суммарного выброса от всего площадного источника.

Для площадного источника, мощность выброса которого изменяется от точки к точке, подынтегральную функцию в формуле (10.16) следует умножить на функцию G ₀(x, h), характеризующую изменение удельной мощности выброса в точках рассматриваемого источника по отношению к ее характерному значению, применяемому при расчете C [11].

Таким же образом с заменой в формуле (10.16) двойного интеграла на тройной (аналогично формуле (8.16)) проводится расчет среднегодовых концентраций от объемного источника.

Применяемые алгоритмы интегрирования должны обеспечивать вычисление концентраций ЗВ во всех расчетных точках с погрешностью не более 3%.

10.3.4. Требования к шагам расчетной сетки и общему количеству ее узлов принимаются в соответствии с пунктом 8.10.

10.4. Расчет максимальных значений долгопериодных средних концентраций ЗВ в атмосферном воздухе

10.4.1. Максимальные значения долгопериодных средних концентраций C_MAX ЗВ вычисляются по формуле:

 

, (10.17)

 

где C - осредненные концентрации ЗВ, относящиеся к средним за рассматриваемый период времени метеорологическим условиям согласно пункту 10.2;

V _C - соответствующий коэффициент вариации.

10.4.2 Значение V _C определяется по формуле

 

, (10.18)

 

где s_C -стандартное отклонение долгопериодных средних концентраций ЗВ.

Значения s_C определяются в каждом узле сетки по значениям долгопериодной средней концентрации ЗВ, рассчитанным для не менее, чем пяти последовательных лет.

При наличии данных систематического мониторинга загрязнения атмосферного воздуха допускается определение V _C по экспериментальным данным на основе не менее, чем пятилетнего ряда наблюдений за рассматриваемым ЗВ. При этом коэффициенты вариации рассчитываются для каждого поста наблюдений в отдельности. В качестве V _C принимается максимальное из рассчитанных значений.

При расчете среднегодовых концентраций ЗВ в случае отсутствия необходимой исходной информации для расчета стандартного отклонения в формуле (10.18) и данных мониторинга загрязнения атмосферного воздуха допускается определять C _MAX по формуле (10.17) при V _C=0,5.

10.5. Расчетные формулы для определения подынтегральных функций

10.5.1. Подынтегральные функции q _i(r _p, u, j_p, l, H _e) в формулах (10.2) и (10.9) вычисляются с использованием вспомогательной функции G:

 

, (10.19)

 

где ;

h - определяемый по формуле (7.1) безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности;

H _e- определяется согласно подпункту 10.1.3;

 

при x£2, (10.20а)

 

при x>2, (10.20б)

 

, (10.21)

 

(10.22)

 

, (10.23)

 

при r _p£ , (10.24а)

 

при r _p> . (10.24б)

 

Значение h в формуле (10.21) находится из соотношения:

 

h = t _зв× u× l при u× l£0,283 м/с, (10.25а)

 

h = 150 м при u× l>0,283 м/с, (10.25б)

 

где t _зв = 530 с.

10.5.2. Долгопериодная средняя концентрация нерастворимых ЗВ или концентрация растворимых ЗВ, осредненная за период времени, в который отсутствовали осадки согласно подпункту 10.5.3, определяется с использованием подынтегральной функции q ₀ (т.е. q _i при i = 0):

 

q ₀= G + G ₁+ G ₂+ G ₃+ G ₄ при H _e£10 h, (10.26а)

 

q ₀=0 при H _e>10 h, (10.26б)

 

где вспомогательная функция G определена по формуле (10.19), а параметры G ₁ – G ₄ вычисляются по формуле (10.19) при замене H _e на 20× h - H _e, 20× h + H _e, 40× h – H _e и 40× h + H _e, соответственно.

10.5.3. Для периодов времени с осадками подынтегральная функция q ₁ (т.е. q _i при i = 1) вычисляется по формуле:

 

. (10.27)

 

Значение R_p вычисляется по формуле:

 

, (10.28)

 

где I - средняя интенсивность осадков за рассматриваемый период времени, мм/ч;

a₀, с^-1- коэффициент вымывания рассматриваемого ЗВ твердыми либо жидкими осадками интенсивностью I ₀=1 мм/ч.

Коэффициент вымывания a₀ зависит от физико-химических свойств и дисперсного состава вымываемого ЗВ. Для мелкодисперсного аэрозоля диаметром не более 10 мкм и для диоксида серы в расчетах коэффициент вымывания следует принимать равным 1,3×10^-5 с^-1. По остальным ЗВ a₀ устанавливаются с использованием данных натурных и лабораторных экспериментов по определению характеристик вымывания этих ЗВ в атмосфере.

В случае, когда значения a₀ не установлены, для растворимых ЗВ допускается вычисление q ₁ по формулам:

 

q ₁= q ₀ при I £ I _в, (10.29а)

 

q ₁=0 при I > I _в, (10.29б)

 

где I _в = 0,17 мм/ч.

При этом для растворимых ЗВ функции распределения p ₁(j), p ₂(u) и p ₃(l) оцениваются для части интервала времени, соответствующей отсутствию осадков, а долгопериодные средние концентрации ЗВ вычисляются по формуле (10.10), в которой при наличии осадков принимается C _j(r _p,j_p)=0.

10.5.4. Влияние рельефа местности на поле долгопериодных средних концентраций ЗВ учитывается с помощью безразмерного коэффициента влияния рельефа h. Этот коэффициент определяется согласно разделу 7 настоящих Методов для сечений рельефа местности, соответствующих 8 направлениям оси факела вдоль середины румбов, которые использованы при определении функции p ₁(j)по формулам пункта 10.2 настоящих Методов. Для промежуточных направлений значение h устанавливается с помощью линейной интерполяции.

При наличии в окрестности источника выброса выраженной формы рельефа, указанной в пункте 7.3 настоящих Методов, оказывающей наибольшее влияние на распределение концентраций ЗВ, рекомендуется отсчет направлений оси факела производить таким образом, чтобы одно из них совпало с направлением от источника на соответствующую форму рельефа.

При расчете максимальных значений долгопериодных средних концентраций ЗВ допускается задавать единое значение поправки на рельеф h, соответствующее наибольшему h, причем максимум определяется по всем возможным сечениям рельефа местности осью факела рассматриваемого источника.

10.5.5. Влияние застройки учитывается в соответствии с указаниями раздела 9. При этом в качестве масштаба длины x _м используется коэффициент r _м0, вычисленный по формуле (10.23). В случае группы зданий построение объединенных ветровых теней проводится с учетом не более одного определяющего здания с наветренной и подветренной стороны.

10.5.6. При необходимости проведения расчета распространения ЗВ от автомагистрали вспомогательную функцию G в формулах (10.19), (10.26а) следует умножить на коэффициент s _H:

 

при 0< t _H£0,2, (10.30а)

 

при t _H>0,2, (10.30б)

 

где

 

. (10.31)

 

Использование формул (10.30а), (10.30б) и (10.31) соответствует аппроксимации автомагистрали в виде объемного источника высотой 2 м.

10.5.7. Расчет по формулам (10.19) – (10.24) при η > 1 проводится для расстояний r_p, удовлетворяющих условию:

 

, (10.32а)

 

где

. (10.32б)

Для расстояний, не удовлетворяющих этому условию, в формулах (10.19) и (10.24а), (10.24б) принимается η = 1.

10.5.8. При расчете долгопериодных средних концентраций мелкодисперсных аэрозолей, для которых в соответствии с пунктом 5.6 принято F > 1, правую часть формулы (10.19) следует умножить на безразмерный коэффициент c₁, который вычисляется по формуле:

 

, (10.33)

где q (с/м) — вспомогательный параметр, определяемый по таблице 10.1 в зависимости от параметра F, установленного согласно пункту 5.6 настоящих Методов;

Т а б л и ц а 10.1

F	1,5	2,0	2,5	3,0
q (с/м)	5,4	2,9	2,0	1,56

 

b — безразмерный аргумент, вычисляемый по формуле:

 

, (10.34)

 

причем находится по формуле (10.23);

— зависящий от b безразмерный коэффициент (рис. 10.1, приведен в Приложении № 7 к настоящим Методам), который при b £15 определяется по таблице Е1 Приложения № 6, а при b> 15 рассчитывается по следующей формуле:

при b> 15, (10.35)

 

Если экспонента в формуле (10.33) превышает 10⁶, то она заменяется на 10⁶.

10.6. Если недоступны необходимые для расчета долгопериодных средних концентраций функции распределения метеорологических параметров p₁(j), p₂(u) и p₃(λ), а также информация о прочих характеристиках режима определяющих среднегодовые концентрации метеопараметров, то допускается проводить упрощенный расчет среднегодовых концентраций ЗВ от одиночного точечного источника по формуле

 

, (10.36)

 

где С и с – соответственно, среднегодовая и максимальная разовая (вычисленная с учетом фона) концентрация от одиночного точечного источника в рассматриваемой расчетной точке, P (%) – среднегодовая повторяемость ветров румба, соответствующего переносу ЗВ от источника в расчетную точку, P₀ (%) – повторяемость направлений ветров одного румба при круговой розе ветров (для восьмирумбовой розы ветров P₀ = 12,5%). При выполнении условия P < P₀ в формуле (10.36) для соответствующего румба принимается P = P₀.

С использованием формулы (10.36) может проводиться упрощенный расчет среднегодовых концентраций от совокупности точечных источников, а также, с учетом соотношений (10.14), (10.15) и (10.16), от линейного и площадного источников. Упрощенный расчет не допускается при вычислении фоновых концентраций по формулам Приложения № 4, а также стандартных отклонений и коэффициентов вариации долгопериодных средних концентраций. Результаты упрощенного расчета среднегодовых концентраций дают их оценку сверху и, соответственно, не могут использоваться для корректировки расчетов долгопериодных средних концентраций, выполненных по формулам разделов 10.1 – 10.5 настоящих Методов.