Особенности метода Берлянда

1. Метод дает сопоставимые с наблюдаемыми значения концентраций для мощных источников: w_o > 15 м/с; V_ГВС > 45000 м³/час.

2. Метод предназначен главным образом для расчета приземных концентраций ЗВ в двухметровом слое над поверхностью земли. Однако с помощью определенных поправок можно рассчитывать и вертикальное распределение концентраций.

3. Расчет производится для неблагоприятных метеоусловий, а следовательно для опасной скорости ветра.

4. В формулы (12) и (25) подставляется геометрическая высота трубы h, т.к. подъем факела учтен при выводе формулы.

5. Расчетами по методу Берлянда и методу Сеттона определяются разовые концентрации, относящиеся к 20-30-минутному интервалу осреднения. Оценка опасности загрязнения атмосферы по рассчитанным значениям концентраций ЗВ выполняется поэтому путем их сопоставления с максимально разовыми ПДК. Следовательно при проектировании предприятий, при расчете ПДВ следует учитывать условие:

С_m  ПДК_мр (45)

Для веществ, для которых установлены только среднесуточные ПДК, используется приближенное соотношение между максимальными значениями разовых и среднегодовых концентраций, поэтому в соответствии с гигиеническими требованиями должно выполняться условие:

0,1 С_m  ПДК_cc (46)

Метод суперпозиции

При наличии нескольких источников расчет выполняется на основе суперпозиции полей концентраций от отдельных источников. Сложность в том, что разные источники имеют разную опасную скорость ветра.

В простейшем случае при U_m = const.

Если расстояние между трубами не превышает более чем в 3-4 раза их среднюю высоту, то можно принять, что источники находятся в одной точке. Если при этом выброс распределяется равномерно на N труб одинаковой высоты и диаметра, то значение С_m находят по формуле:

(47)

где - суммарный объем выходящих газов.

Для этого случая вспомогательный параметр V_m рассчитывают по формуле:

(48)

В остальном схема расчета аналогична рассмотренной выше для точечного источника.

Для источников с разной опасной скоростью ветра наибольшая концентрация примерно соответствует так называемой средневзвешенной опасной скорости ветра U_mc, которая находится по уравнению:

(49)

где N - число источников.

В данном случае достаточно сначала определить для каждого источника наибольшую концентрацию С_mu и расстояние X_mu, на котором она наблюдается при скорости ветра U = U_mc. Затем, если источники расположены близко друг к другу или группируются вдоль некоторой линии, то суммарную концентрацию от всех источников в рассматриваемых точках находят графическим сложением. С этой целью для каждого источника строятся кривые изменения концентрации с расстоянием, рассчитанные для U_mc. Все кривые наносят на один график, а затем для каждого расстояния Х складываются ординаты кривых и находится суммарная концентрация. Расчеты показывают, что положение общего максимума обычно совпадает с точкой X_mu для одного из источников (обычно наиболее мощного).

В некоторых случаях, когда опасная скорость ветра для отдельных наиболее мощных источников U_mi значительно отличается от средневзвешенной U_mc, расчеты ведутся как для U_mc, так и для других скоростей ветра, как правило равных U_mi. Это позволяет уточнить расчеты в окрестностях источников со скоростями U_mi, избежав при этом расчетов для неопределенно большого числа значений скоростей ветра.

В общем случае, когда источники не могут быть сведены в точку или на прямую линию, рассчитываются поля концентраций от каждого источника в узлах некоторой достаточно густой сетки точек (при каком-либо направлении ветра) с учетом падения концентраций в перпендикулярном ветру направлении Y. Далее производится сложение полей концентраций, создаваемых всеми источниками, путем суммирования расчетных концентраций в узлах сетки.

Очевидно, что следует учесть различные направления ветра, поскольку в зависимости от них изменяется относительное расположение источников и по-разному склаюываются создаваемые ими концентрации. Очевидно, что такие вычисления даже для небольшого числа точек трудоемки и могут быть надежно выполнены лишь на ЭВМ.

В ряде случаев расчеты можно упростить за счет того, что концентрации в поперечном к ветру направлении убывают значительно быстрее, чем вдоль ветра. Поэтому в целях определения наибольшей суммарной концентрации достаточно рассмотреть только те направления ветра, которые проходят через пары основных источников. При этом в каждом направлении нужно, в первую очередь, производить вычисления в точках, соответствующих максимумам концентраций от наиболее мощных источников. Если расчет необходимо произвести в направлении ветра, перпендикулярном линии, соединяющей основные источники, то расчет, в первую очередь производят под факелом основного по мощности выброса источника, учитывая вклады всех других.

Расчет средней концентрации примеси в районе промышленного источника

Как было указано, расчетные методы определения концентраций ЗВ в приземном слое атмосферы позволяют рассчитать лишь максимально разовые концентрации веществ на некотором расстоянии от источника, т.к. они рассчитываются при постоянном направлении ветра. Подфакельные наблюдения также позволяют установить максимальные концентрации, т.к. измерения производятся выборочно, только при ветре со стороны предприятия на данную точку, когда факел выброса распространяется над этой точкой.

Средняя концентрация примеси для i-той точки, находящейся под воздействием источника выбросов при j-том направлении ветра , может быть определена с учетом повторяемости Р_j этого направления ветра, а также соотношения между средней и максимальной С_mij концентрациями примеси для логарифмически нормального распределения:

(50)

где N -число направлений ветра, которые учитываются при расчете повторяемости j-того направления.

Уравнение (50) можно использовать для оценки средних концентраций примеси на разных расстояниях от источника по расчетным C_m или по экспериментальным значениям q_m, полученным по результатам подфакельных наблюдений (заменив С_m в ур. 50 на q_m).

Расчет средних концентраций на разных расстояниях от источника позволяет вычертить поле средних концентраций, т.е. посторить изолинии и оценить конфигурацию зоны влияния промышленного объекта при какой-либо заданной средней концентрации примеси (например при концентрации = 0,05 ПДК_сс).

Можно рассчитать и среднюю концентрацию примеси, создаваемую несколькими источниками (при этом для всех выбранных источников значение опасной скорости ветра должно лежать в пределах одной градации, например 0 - 3 м/с, иначе нужно учитывать разный ПЗА (расчет ПЗА см. в конце учебно-методического материала).

Средняя концентрация в i-той точке, находящейся под воздействием m источников, расположенных в разных направлениях от этой точки, рассчитывается по уравнению:

(51)

С_mijk - максимально разовая концентрация примеси в i-той точке при j-том направлении ветра от k-того источника.

Полученные по уравнениям (50-51) средние концентрации для оценки качества атмосферного воздуха сравнивают уже со среднесуточными ПДК_сс.