РД 52.04.306-92 Охрана природы. Атмосфера. Руководство по прогнозу загрязнения воздуха

2.1. Расчет опасной скорости ветра
и максимальной концентрации примеси

Для характеристики состояния атмосферы, при котором могут отмечаться большие концентрации примесей, выделяются нормальные и аномальные метеорологические условия.

При нормальных условиях в случае высоких источников неблагоприятным является наличие сверхадиабатического градиента температуры, когда вследствие развитого турбулентного обмена имеет место интенсивный перенос примесей от источников к земной поверхности, при этом могут создаваться их значительные концентрации. Степень загрязнения воздуха существенно зависит от скорости ветра. Влияние скорости ветра на загрязнение приземного слоя атмосферы имеет сложный характер, и для каждого источника существует некоторая опасная скорость ветра , при которой наблюдаются максимальные концентрации примесей.

При определении в первую очередь следует установить, являются выбросы горячими или холодными. При перегреве усиливается эффективный подъем выбросов. Поэтому чем больше перегрев, тем больше должна быть скорость ветра, при которой у земли формируется максимальная концентрация примеси. Отнесение выбросов к нагретым или к холодным проводится на основе оценки параметра .

,                                                              (1)

где - скорость выхода дымовых газов из устья источника выброса, м/с; - диаметр устья источника (трубы), м; - высота источника над уровнем земли, м; - разность между температурой выбрасываемой смеси и температурой окружающего воздуха, °С.

Параметр характеризует влияние перегрева поступающих в атмосферу выбросов на начальный подъем факела дыма и на рассеивание примесей. При 100 выбросы относятся к нагретым, при >100 (или при 0) - к холодным.

После расчета и установления характера выбросов опасная скорость ветра (м/с) определяется через параметр для источников с горячими выбросами и через параметр для источников с холодными выбросами:

; ,                                                 (2)

где - объем выбрасываемой газовоздушной смеси, м; и , как и выражены в м/с.

Для источников точечного типа в случае горячих выбросов ориентировочно принимается, что при 0,5 м/с =0,5 м/с; при 0,5<2 м/с ; при >2 м/с (1+0,12); в случае холодных выбросов при 0,5 =0,5; при 0,5<<2 м/с , а при 2 м/с .

Для линейного источника (типа аэрационного фонаря) опасная скорость ветра (м/с) вычисляется по формуле:

,                                                                          (3)

где относится к точечному источнику с круглым устьем, эквивалентному данному линейному источнику, и рассчитывается по приведенным выше формулам для с использованием эквивалентных значений диаметра источника (м) и объема выходящих газов (м/с), которые определяются по формулам:

;                                                            (4)

      
,                                                                (5)

где - длина линейного источника.

Обычно для мощных тепловых электростанций значения опасной скорости ветра составляют 5-7 м/с, для металлургических предприятий - 2-4 м/с, для многих химических производств - 1-2 м/с, для линейных источников также часто равна 1-2 м/с.

Опасная скорость ветра для группы источников с различными параметрами выбросов () приближенно характеризуется средневзвешенной величиной

,                                                                   (6)

где и - расчетные значения опасной скорости ветра и максимальной концентрации для -го источника, - количество источников.

Максимальные концентрации (, мг/м) от группы близко расположенных источников, создающиеся при опасной скорости ветра и неблагоприятной температурной стратификации, рассчитываются следующим образом:

в случае горячих выбросов