Установление размеров санитарно-защи гной зоны (Lo)

Ширина СЗЗ определяется двумя способами:

• 1) по нормативным показателям;
• 2) расчетным путем.

Первый вариант применяем, когда на внешней границе СЗЗ концентрация всех ЗВ С₀б_щ < ПДК_мр, и ширина СЗЗ принимается в соответствии с нормативами (Р 2.2.2006-05).

Второй вариант используют в тех случаях, когда Собщ > ПДК_мр на внешней границе СЗЗ. Здесь ширина СЗЗ устанавливается в соответствии с расчетами.

В обоих вариантах учитываются климатические факторы и неблагоприятные метеорологические условия (НМУ). Учет одного из них - опасной скорости ветра - рассмотрен во Н-ой части методических указаний «Экология атмосферного воздуха» (2000 г.)

Общие принципы расчета расстояния Lo от центра СЗЗ до ее внешней границы в заданном направлении

Рассчитывается ?₀/, на котором С₀б_Щ = ПДК.

Lo, корректируется в соответствии с вытянутостью розы ветров в рассматриваемом направлении.

Методика расчета расстояния от центра СЗЗ до ее внешней границы в заданном направлении

Для каждого источника определяется максимальная приземная концентрация каждой примеси - С_м, и расстояние, на котором она образуется (Х_ш).

Рассчитывается С₀б_Ш1 при средневзвешенной опасной скорости ветра 1/_ж для высоких организованных источников выбросов:

где С„/ - вклад низких неорганизованных источников.

Если С₀бш1 < ПДК, то определяют С₀бщ2 при скорости ветра равной 1 м/с:

Если С₀бщ1 SS ПДК и С₀бщ2 S ПДК, то принимают нормируемую ширину СЗЗ = L₀.

Если С_о6щ1 > ПДК, то расчет ведут по методу координатных сеток, рассчитывая С₀бщ (и = м_мс, м/с) в узлах координатной сетки с центром координат, совпадающим с центром СЗЗ (шаг сетки - для объектов I и II классов вредности - 250 м, для III - 100 м, IV - 25 м, до тех пор пока С₀вщ 2 ПДК).

Если Собщ1 < ПДК, а С₀бщ2 > ПДК, то расчет ведут по методу координатных сеток, рассчитывая Собщ (и = I м/с) в узлах координатной сетки с центром координат, совпадающим с центром СЗЗ, до тех пор пока Собщ ^ ПДК.

Затем рассчитывают окончательный размер СЗЗ L (м) - расчетное расстояние от центра СЗЗ до ее внешней границы - с учетом вытянутости розы ветров:

где р„ / ро - вытянутость среднегодовой розы ветров в рассматриваемом направлении.

Задача 1

Тепловая электростанция выбрасывает в атмосферу Mi — 15 т/ч диоксида серы и Мг = 15 т/ч диоксида азота. Температура газовоздушной смеси Т_г= 123 °С.

Высота трубы Я = 150 м, диаметр ее устья 0 = 5 м. Средняя скорость выхода газовоздушной смеси Wo = 10 м/с. Электростанция расположена в Томской области (коэффициент Л, зависящий от температурной стратификации атмосферы, равен 140). Средняя максимальная температура наиболее жаркого месяца года 7в = 20 °С. Коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности на рассеивание примеси, r| = 1.

Рассчитать величины С_т и Х_т с учетом коэффициента суммации при скоростях ветра U = 2 м/с и Яг = 10 м/с. Определить размеры санитарно-защитной зоны с учетом среднегодовой розы ветров (табл. 9.6).

Таблица 9.6

Скорость ветра и баллы Бофорта

Решение. 1. Расчет величин С_т и Х_т:

Привести массу выбросов ЗВ с учетом эффекта суммации к выбросу SO2:

где ПДК„ р SO2 = 0,5 мг/м³; ПДК„ _р NO2 = 0,085 мг/м³.

Расчет С_м при опасной скорости ветра:

где F - безразмерный коэффициент, учитывающий дисперсность выбрасываемой примеси: F = 1 для газообразных веществ и мелкодисперсных аэрозолей и F = 2-4 для крупнодисперсной пыли в зависимости от степени очистки.

Значения безразмерных коэффициентов т и и, учитывающие условия выброса газов из устья источника выброса, рассчитываются по формулам

где

Значение коэффициента п определяют по зависимости от величины параметра V_m = 0,65^(Pj ? АТ)/Н :

• а) при V_m > 2, я= 1;
• б) при 0,5 < У_т < 2, п = 0,532F_m-2,13K_m + 3,13;
• в) при V_m < 0,5, п = 4,4 V_m.

По второму варианту значения безразмерных коэффициентов тип определяются по графикам (рис. 9.6).

Наконец, для приближенных расчетов принимают:

Подставив все значения в формулу (9.11), получим:

2. Расчет С_т для отдельных компонентов выбросов

¹

Рис. 9.6. Зависимость безразмерных коэффициентов т и л от параметров/и V_m

где

В уравнении (9.14) величина V - объемная скорость выхода газововоздушной смеси из устья источника определяется по формуле

Тогда, подставив значение V_m (9.12) и (9.14) в уравнение (9.13), получаем:

т. е. на расстоянии 2231 м от источника выброса находится точка максимальной приземной концентрации SO2 при опасной скорости ветра.

3. Расчет С_ти и Х_ти при скорости ветра U=2 м/с.

Влияние скорости ветра на рассеивание примеси определяется по соотношениям

где С_ти и Х_ти - значения максимальной приземной концентрации примеси и расстояние от источника выброса, на котором она достигается, при скорости ветра U = 2 м/с. Значение г < 1, а коэффициент р > 1.

Для определения коэффициентов г и р можно воспользоваться графиком на рис. 1 из методического указания (Манан- ков А.В. Экология воздуха. Часть II. Роль климатических факторов в загрязнении атмосферы. С. 5). Кроме того, можно эти коэффициенты вычислить:

где U_M - опасная скорость ветра. Ее рассчитываем так: при К_м > 2 м/с,

или, подставив в уравнение (9.18) значение V„ из (9.14) и значение /из уравнения (9.12), получаем:

Зная, что 0,25 < U/ U„< 1 (9.17), вычислим коэффициенты г и р.

Коэффициент р:

Подставив значения коэффициентов г и р из уравнений (9.19) и (9.20) в уравнение (9.16), получаем искомые величины:

4. Расчет С_ти и Х_ти при скорости ветра //2=10 м/с:

5. Расчет величины С₀бщ-

Вычислим фоновую концентрацию примесей, приведен ных к SO2, зная, что C,j>so2 = 0,01 мг/м³, Сфыог = 0,1 мг/м³.

Тогда

6. Расчет расстояния от центра источника до внешней границы санитарно-защитной зоны.

В этом варианте Lo = const для всех направлений.

На расстоянии Lo величина С₀6_Щ = С_х = ПДК - Сф:

Отсюда

7. Расчет расстояния от центра СЗЗ до ее внешней границы по восьми румбам розы ветров.

Тогда L_c = 8995 м, L_c._в = 7871 м, L_B = 5622 м, 1_ю._в = 12368 м, 1_Ю = 15742 м, Тю-з = 21364 м, L, = 32600 м, L_c.₃ = 7871 м.

Отсюда максимальный размер СЗЗ в западном румбе при западном ветре равен 32600 м, а максимальный размер при восточном ветре составляет 5622 м.

Исходные данные для задачи 2

Тепловая электростанция выбрасывает в атмосферу М = (10, 11, 12, 13, 14, 16, 17, 18, 19, 20) т/ч диоксида серы и М2 = (1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0; 5,5) т/ч диоксида азота. Температура газовоздушной смеси Т = 123 °С. Высота трубы Н = (120, 130, 140, 145, 150, 155, 160, 165, 170, 175) м, диаметр устья D = 5 м. Средняя скорость выхода газовоздушной смеси fV₀ = 10 м/с. Электростанция расположена в Томской области (А = 140). Средняя максимальная температура наиболее жаркого месяца 7в = 20 °С. Коэффициент r| = 1.

Определить величину максимальной приземной концентрации С„ с учетом суммации и расстояние Х„, на котором она достигается (табл. 9.7). Те же величины рассчитать при скоростях ветра U = 3 м/с и Uj - 9 м/с.

Таблица 9.7

Метеопараметры для территорий г. Томска

Определить размеры санитарно-защитной зоны с учетом среднегодовой розы ветров.

Розу ветров и санитарно-защитную зону вычертить в произвольном масштабе.