МОДЕЛИРОВАНИЕ РАССЕИВАНИЯ ВЫБРОСА ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ С УЧЁТОМ ВЛИЯНИЯ ИХ АДСОРБЦИИ НА ИЗМЕНЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ В АТМОСФЕРЕ
Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
Рассмотрены категории устойчивости атмосферы, моделирование рассеивания выброса загрязняющих веществ с учётом адсорбции на изменение концентрации в атмосфере

Ключевые слова:
загрязняющие вещества, моделирование рассеивания выбросов, категории устойчивости атмосферы
Текст
Текст (PDF): Читать Скачать

Размеры зоны токсической опасности при выбросах загрязняющих веществ зависят от мощности выброса и характеристик атмосферного переноса, прежде всего от скорости ветра и от категории устойчивости (стабильности) атмосферы.

Наиболее неустойчивая категория «А» отмечается при слабом ветре и сильной солнечной радиации, когда воздух, нагретый теплом от земной поверхности, всплывает. Обычно это состояние возникает после полудня.

Категория «С» наблюдается при усилении ветра от умеренного до сильного и чаще всего вечером при ясном небе или днём при низких кучевых облаках, а также летними ясными днями при высоте солнца 15-30 °.

Нейтральная категория «D» соответствует условиям сплошной облачности, как днём, так и ночью, когда влияние прямых солнечных лучей незначительно.

Устойчивые категории «Е» и «F» фиксируют обычно ночью при чистом небе или слабой облачности, когда земная поверхность выхолаживается и над ней устанавливается инверсионный слой.

Для описания зависимости реализации того или иного класса устойчивости атмосферы от скорости ветра U  были проанализированы данные соответствующей определенному типу земной поверхности (равнинная, холмистая и т.д.).

Влияние состояния земной поверхности проявляется в эффекте торможения движения воздушных масс, который характеризуется «параметром шероховатости» Д0.

Известно, что скорость ветра значительно изменяется с высотой:

Uz=U0zz0p

(1)

Значения показателя «р» зависят от класса устойчивости атмосферы и "шероховатости" поверхности Д0. Анализ для простейшего случая переноса «нейтральной» примеси от точечного источника постоянной мощности G0 показал, что распределение концентрации примеси на оси следа (у = 0) на поверхности земли (z = 0) равно:

N(x,0,0)≈G02⋅πUσy(x)⋅σz(x)

(2)

Коэффициенты дисперсии в горизонтальном и вертикальном направлении σy  и σz  вычисляют по эмпирическим соотношениям. Номограммы Гиффорда-Паскуилла, составленные по наблюдениям, имеют вид:

σi=exp[ai+bilnx+ci(lnx)2]

(3)

где x – расстояние, м (102 x ≤ 104); i = y, z.

Для нестабильной атмосферы городские коэффициенты σy выше сельских приблизительно до 5 км, затем существенно снижаются. С учётом стабильности (для категории F), позиция превышения городских коэффициентов увеличивается до 40 км. Расхождение коэффициентов σz  ещё более существенны.

Представленные выше данные об изменениях и корреляциях между основными параметрами атмосферного переноса свидетельствуют о необходимости построения чётких логических схем различных вариантов (случаев) развития аварийного процесса в атмосфере, построенных по принципу «деревьев событий».

Очевидно также, что по целому ряду характеристик (шероховатость дневной поверхности, функции распределения скорости ветра и классов стабильности атмосферы в разрезе года и др.) «функции переноса» непосредственно связаны и с «функцией источника» (давление насыщенных паров, температура воздуха и поверхности грунта и др.), то есть, с мощностью выброса.

Список литературы

1. Махутов Н.А., Петров В.П. Методы и моделирование процессов возник-новения и развития техногенных катастроф // Проблемы безопасности и ЧС. 2009. №2. С. 3-23.

Войти или Создать
* Забыли пароль?