21. Влияние опасной скорости ветра, температурной стратификации, температуры окружающего воздуха на рассеивающую способность атмосферы.

К важнейшим метеорологическим и климатическим факторам, влияющим на рассеивающую способность атмосферы, относят скорость ветра, температурную стратификацию (распределение температур окружающего воздуха в вертикальном направлении вблизи дымовой трубы), температуру окружающего воздуха.

Каждому источнику выбросов в зависимости от высоты его, объема и температуры газов соответствует своя опасная скорость ветра uм, когда имеет место наибольшая приземная концентрация вредных веществ см. Сущность понятия опасной скорости ветра: при штиле или малых скоростях ветра дымовой факел беспрепятственно поднимается на боль-шую высоту и не попадает в ближайшие к источнику приземные слои воздуха. При большой скорости ветра дымовой факел активно пере-мешивается с большим объемом окружающего воздуха; в результате этого, хотя факел и достигает земли, величины приземных концентраций невелики. Таким образом, между штилем и высокой скоростью ветра есть такая опасная скорость uм, при которой дымовой факел, прижимаясь к земле, на определенном расстоянии создает наибольшую величину приземной концентрации см.

Сильное влияние на уровень приземной концентрации вредных веществ оказывает температурная стратификация атмосферы, т.е. характер вертикального распределения температур. Температурная стратификация определяется способностью поверхности Земли поглощать или излучать тепло. В дневное время земная поверхность нагревается и за счет конвективного теплообмена нагревает приземный слой воздуха (т-ра понижается с высотой). Ночью земная поверхность, охлаждаясь сама, охлаждает приземный слой воздуха, который остывает быстрее верхних слоев. Происходит инверсия распределения температур (температура воздуха с высотой повышается).

Снижение температуры с высотой способствует всплыванию дымовых газов, а восходящие потоки более теплого воздуха интенсифицируют перемешивание дымовых газов с атмосферным воздухом. В инверсионных условиях эти явления ослабляются, что ведет к ухудшению рассеивания выбросов и накоплению вредных веществ в приземном слое.

На характер перемещения и рассеивания в атмосфере вредных веществ влияет также температура окружающего атмосферного воздуха. Чем она выше, тем в меньшей степени проявляется эффект всплывания дымовых газов. Поэтому расчеты приземных концентраций проводят при средней максимальной температуре наиболее жаркого месяца года.

22. Расчет максимальной приземной концентрации вредного вещества при его выбросе из одиночного источника. Расчет приземной концентрации вредного вещества в заданной точке местности по оси факела выброса.

Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества с_м (мг/м³) определяется по формуле:

гдеА – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы; М (г/с) – масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени; F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе; т и n – коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса; H (м) – высота источника выброса над уровнем земли;  – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности; Т (°С) – разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Т_г и температурой окружающего атмосферного воздуха Т_в; V₁ (м³/с) – расход газовоздушной смеси, определяемый по формуле:

где D (м) - диаметр устья источника выброса; ₀ (м/с) - средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника.

Значения коэффициентов m и n определяются в зависимости от параметров f, v_м, и f_e.

Коэффициент m определяется в зависимости от f по формуле:

Коэффициент n при f< 100 определяется в зависимости от v_м по формуле

При опасной скорости ветра u_м приземная концентрация вредных веществ с (мг/м³) в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях х (м) от источника выброса определяется по формулес = s₁c_м,

где s₁ - безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения x/x_м и коэффициента F по формулам

при F>1,5

при F 1,5