Метод расчета максимальных разовых концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе выбросами групп точечных, линейных и площадных источников выбросов

8.1. Приземная концентрация ЗВ с в фиксированной точке местности при наличии группы источников выбросов определяется как сумма концентраций этого вещества от отдельных источников при заданных направлении и скорости ветра.

, (8.1)

где c₁,c₂, ..., c_N - концентрации ЗВ соответственно от первого, второго, …, N-го источников выбросов, расположенных с наветренной стороны при рассматриваемом направлении ветра.

Максимальная разовая концентрация ЗВ с_м в фиксированной точке местности при наличии группы источников выбросов определяется как максимальное значение концентраций ЗВ, рассчитанных в этой точке при различных сочетаниях скоростей и направлений ветра. При этом скорости ветра варьируются в диапазоне от 0,5 м/с до своего максимального расчетного значения u_м.р (см. 5.11).

Учет влияния рельефа местности и застройки при необходимости осуществляется в соответствии с рекомендациями разделов 7 и 9.

В случаях, когда известно, что имеются неучтенные источники выброса того же вещества, в правой части формулы (8.1) добавляется слагаемое с¢_Ф, характеризующее фоновое загрязнение атмосферного воздуха от неучтенных источников. Расчет с¢_Ф проводится в соответствии с рекомендациями раздела 11.

При установлении неблагоприятных условий выброса ЗВ в атмосферный воздух и подготовке исходных данных для расчета концентраций ЗВ должна учитываться нестационарность мощностей и других параметров выброса источников выбросов и их совокупностей (в течение суток, года, технологических циклов и др.). Как и для одиночного источника, при расчетах приземных концентраций ЗВ выбросами группы источников выбросов принимается наиболее неблагоприятное сочетание значений М_i и V_1i, реально осуществляющееся на всех рассматриваемых источников одновременно.

Допускается в целях ускорения и упрощения расчетов сократить количество рассматриваемых источников путем их объединения (особенно мелких источников) в отдельные виртуальные источники выбросов (см. 8.8).

8.2. Максимальная суммарная концентрация с_м ЗВ от N расположенных близко одиночных точечных источников выбросов, имеющих одинаковые значения высоты, диаметра устья, скорости выхода в атмосферный воздух и температуры ГВС, определяется по формуле

, (8.2)

где M - суммарная мощность выброса ЗВ из N рассматриваемых источников, г/с;

V - определяемый по формуле (8.3) суммарный расход выбрасываемой всеми источниками ГВС, м³/с.

. (8.3)

Формула (5.3) преобразуется к виду

. (8.4)

В остальном схема расчета концентраций ЗВ, обусловленных выбросами от группы близко расположенных одинаковых точечных источников выбросов, не отличается от приведенной в разделе 5 схемы расчета для одиночного источника.

П р и м е ч а н и е - При расчетах концентраций ЗВ на промплощадке и за ее пределами источники могут рассматриваться, как близко расположенные, если максимальное расстояние между ними не превосходит, соответственно, L_зв или 0,25×l_min, где L_зв определено в п. 9.1.5, а l_min - минимальное расстояние от центра тяжести точек размещения источников до расчетных точек за пределами промплощадки.

8.3. Для расчета концентраций ЗВ, обусловленных выбросами из близко расположенных одинаковых точечных источников выбросов, когда или параметр , мощность M принимается равной суммарной мощности выброса из всех источников, значение V₁ определяется по формуле

, (8.5а)

а формула (5.10) преобразуется к виду

. (8.5б)

Далее расчет производится с использованием формул раздела 5 для одиночного источника.

8.4. Максимальная приземная концентрация ЗВ с_м при выбросах через многоствольную трубу (N стволов) рассчитывается по формуле

с_м = ( - )×d₁ + при l < d₂×H , (8.6а)

с_м= l ³ d₂×H , (8.6б)

где l - среднее расстояние между центрами устьев стволов, определяемое как среднее арифметическое из всех расстояний между парами различных устьев, м;

d₂ - безразмерный коэффициент, определяемый по формулам (5.31а), (5.31б);

- максимальная приземная концентрация ЗВ, определяемая по формуле (5.1) при параметрах выброса для одного ствола и при мощности выброса M, равной суммарной мощности выброса из всех стволов;

- максимальная приземная концентрация ЗВ, рассчитываемая по формуле (5.1) при следующих условиях:

· мощность M равна суммарной мощности выброса из всех стволов,

· диаметр D равен эффективному диаметру D_э источника выброса, который определяется по формуле:

, (8.7)

· расход выходящей ГВСV₁ равен эффективному расходу V_1Э, вычисленному по формуле (5.38);

d₁ - безразмерный коэффициент, определяемый по формуле:

. (8.8)

В формуле (8.8) D - диаметр устья одного ствола.

Расстояние х_м, на котором достигается максимальная концентрация ЗВ с_м, определяется по формулам:

x_м = ( - )×d₁ + при l < d₂×H , (8.9а)

x_м = при l ³ d₂×H, (8.9б)

где - расстояние, соответствующее максимальной концентрации ЗВ , определяемое по формуле (5.13) при параметрах выброса для одного ствола;

- расстояние, соответствующее максимальной концентрации ЗВ , определяемое по формуле (5.1З) с учетом D=D_э , V=V_1э.

Опасная скорость ветра u_м вычисляется по формулам:

u_м=( - )×d₁ + при l < d₂×H , (8.10а)

u_м = при l ³ d₂H, (8.10б)

где - опасная скорость ветра, соответствующая максимальной концентрации ЗВ и определяемая по формулам (5.16) и(5.17) при параметрах выброса для одного ствола;

- опасная скорость ветра, соответствующая максимальной концентрации ЗВ и определяемая по формулам(5.16) и (5.17) с учетом D=D_э , V=V_1э.

В остальном расчет производится, как для одиночного источника выброса.

Если многоствольная труба представляет собой трубу, разделенную на секторы, т. е. состоит из стволов секторной формы, то расчеты выполняются так же, как для одноствольной трубы при V=V_1э [см. формулу (5.38)] и D=D_э:

, (8.11)

где S_с - суммарная площадь устьев всех действующих стволов.

В случае, когда температура Т_Г и скорость выхода w₀ ГВС для отдельных стволов различаются между собой, для расчетов принимаются их средневзвешенные значения, причем веса принимаются равными расходам ГВС для отдельных стволов.

8.5. Концентрация c_l ЗВ от линейного источника, расположенного вдоль отрезка L трехмерной кривой, рассчитывается по формуле:

, (8.12)

где |L| - длина указанного отрезка и интеграл вычисляется вдоль этого отрезка;

c(x, y, z) - концентрация ЗВ, создаваемая в расчетной точке (х, у, z) точечным источником выброса, находящимся в точке (x, h, ζ) отрезка L.

В частном случае линейного источника, расположенного на подстилающей поверхности, c_l рассчитывается по формуле:

. (8.13)

Подынтегральные функции в формулах (8.12) и(8.13) вычисляются по формулам разделов 5 – 7 с использованием суммарного выброса от всего рассматриваемого источника выброса.

В случае выбросов от аэрационного фонаря подынтегральная функция в формулах (8.12) и (8.13) рассчитывается с использованием суммарной мощности выброса и эффективного диаметра, определяемого по формуле (6.4).

Если линейным источником выброса аппроксимируются выбросы от точечного источника мощности M(t), который за время осреднения перемещается с положительной скоростью v(t), м/с, вдоль отрезка L, то концентрация c_l ЗВ вычисляется по формуле:

, (8.14)

где M(l) и v(l) – значения M(t) и v(t), соответствующие тому моменту времени t, когда перемещающийся источник находится в точке l = (ξ, η, ζ).

П р и м е ч а н и е - Подынтегральная функция в формулах (8.12) – (8.14) отлична от нуля в точках отрезка L, координаты которых по оси х отрицательны в декартовой системе координат с началом в расчетной точке и осью х, направленной по направлению ветра.

Участки отрезка L, на которых скорость v(l)<0,01 м/с, исключаются из области интегрирования в формуле (8.14) и каждый из них заменяется на точечный источник, мощность выброса которого равна мощности выброса от соответствующего участка.

Для тех участков отрезка L, на которых скорость v(l)<0, направление интегрирования в формуле (8.14) изменяется на противоположное с одновременным изменением знака скорости.

Погрешность численного интегрирования при расчете концентраций ЗВ от линейного источника выброса по формулам (8.12) –(8.14) не должна превышать 3 % во всех расчетных точках.

Для линейного источника, мощность выброса которого изменяется от точки к точке, подынтегральная функция в формулах (8.12) – (8.14) умножается на функцию G₀(x, h), описывающую изменчивость мощности выброса вдоль рассматриваемого источника по отношению к ее характерному значению, применяемому при расчете концентрации c ЗВ.

8.6 Концентрация с_S ЗВ от площадного источника выброса, занимающего область S площадью S_п, рассчитывается по формуле:

, (8.15)

где с(x, y) - концентрация ЗВ, создаваемая в расчетной точке (x,y) точечным источником выброса, находящимся в точке (x, h) области S, и интеграл в формуле (8.15) вычисляется по этой области.

Подынтегральная функция в формуле (8.15) вычисляется по формулам разделов 5 - 7 с использованием суммарного выброса от всего площадного источника.

Для площадного источника выброса, мощность выброса которого изменяется от точки к точке, подынтегральную функцию в формуле (8.15) следует умножить на функцию G₀(x, h), характеризующую изменение удельной мощности выброса в точках рассматриваемого источника по отношению к ее характерному значению, применяемому при расчете C.

Алгоритмы интегрирования должны обеспечивать вычисление концентраций ЗВ во всех расчетных точках по формуле (8.15) с погрешностью не более 3 %.

П р и м е ч а н и е - Допускается вычисление интеграла в формуле (8.15) путем представления площадного источника в виде совокупности одинаковых точечных источников, если при этом погрешность вычисления интеграла не превышает 3%.

8.7. Концентрация ЗВ c_V от расположенного вблизи подстилающей поверхности объемного источника выброса, занимающего область V объемом |V|, рассчитывается по формуле 8.16:

, (8.16)

где подынтегральная функция вычисляется по формулам разделов 5 – 8.

Алгоритмы интегрирования должны обеспечивать вычисление концентраций ЗВ во всех расчетных точках по формуле (8.16) с погрешностью не более 3 %.

Для объемного источника, мощность выброса которого изменяется от точки к точке, подынтегральная функция в формуле (8.16) умножается на функцию G₀(x, h, z), описывающую изменение удельной мощности выброса в точках рассматриваемого источника выброса по отношению к ее характерному значению, применяемому при расчете с.

8.8. Одним из способов сокращения объема вычислений и анализа их результатов является представление совокупности большого числа однотипных источников выбросов, а также рассредоточенных по обширной территории источников неорганизованного выброса как площадных источников выбросов. Площадными источниками могут аппроксимироваться такие источники, как резервуарные парки предприятий, совокупности мелких бытовых котельных и труб печного отопления в городах, а также группы низких вентиляционных источников выбросов предприятия (при расчетах рассеивания выбросов от указанных источников для участков, расположенных за пределами санитарно-защитной зоны этого предприятия).

Группы точечных источников выбросов объединяются в площадной источник при достаточно равномерном их распределении по площади и при условии близости таких параметров выброса, как высота H и диаметр D устья, температура Т_г и скорость выхода w₀ ГВС из устьев источников. При этом критерием близости является условие не превышения погрешностью поля максимальных концентраций, рассчитанного для этого объединенного источника, значения 3%. При большем разбросе указанных параметров выброса группа источников выбросов может при необходимости представляться в виде совокупности нескольких площадных источников с использованием этого же критерия для каждого площадного источника.

8.9. Для совокупности источников выбросов отдельных предприятий рассчитываются зоны влияния, включающие в себя круги радиусом x₁, равным 10×x_м, проведенные вокруг каждого из основных источников (труб или др.) предприятия, и участки местности, где рассчитанная по формуле (8.1) суммарная концентрация ЗВ от всей совокупности источников данного предприятия, включая источники низких и неорганизованных выбросов, превышает 0,05×ПДК_м.р.

Зоны влияния рассчитываются по каждому ЗВ (группе ЗВ комбинированного вредного действия) отдельно.

8.10. Расчеты максимальных разовых концентраций ЗВ проводятся с применением УПРЗА (см. пункт 4.7). Размеры расчетной области должны соответствовать размерам зоны влияния рассматриваемой совокупности источников выбросов. При этом общее количество узлов и шаги расчетной сетки должны выбираться таким образом, чтобы обеспечить возможность корректной интерполяции концентраций ЗВ в промежуточные точки, не совпадающие с узлами расчетной сетки, что проверяется расчетом с более мелкими шагами.