При разработке нормативов выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух обязательным условием является учет при проведении расчета рассеивания вещества фоновых концентраций данного вещества в районе расположения предприятия. Обсудим несколько моментов, касающихся получения необходимой информации по данному вопросу и ее использования в разработке проектной документации.
Для начала отметим, что согласно ст. 1 Федерального закона от 04.05.1999 № 96-ФЗ «Об охране атмосферного воздуха» (в ред. от 23.07.2013) предельно допустимый выброс (далее — ПДВ) — норматив предельно допустимого выброса вредного (загрязняющего) вещества в атмосферный воздух, который устанавливается для стационарного источника загрязнения атмосферного воздуха с учетом технических нормативов выбросов и фонового загрязнения атмосферного воздуха при условии непревышения данным источником гигиенических и экологических нормативов качества атмосферного воздуха, предельно допустимых (критических) нагрузок на экологические системы, других экологических нормативов.
В соответствии с п. 2 ст. 16 данного Федерального закона при проектировании и размещении объектов хозяйственной и иной деятельности, оказывающих вредное воздействие на качество атмосферного воздуха, в пределах городских и иных поселений, а также при застройке и реконструкции городских и иных поселений должны учитываться фоновый уровень загрязнения атмосферного воздуха и прогноз изменения его качества при осуществлении указанной деятельности.
Установление нормативов ПДВ регламентируется несколькими документами. Один из них — ГОСТ 17.2.3.02-78 «Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями» (далее — ГОСТ 17.2.3.02-78), согласно п. 2.3 которого при установлении ПДВ для источника загрязнения атмосферы учитывают определенные расчетом или экспериментальным способом значения фоновых концентраций вредных веществ в воздухе Сф (мг/м3) от остальных источников (в т.ч. от автотранспорта) города или другого населенного пункта. Приложением 1 к ГОСТ 17.2.3.02-78 регламентирована Унифицированная структура сводного тома «Охрана атмосферы и предельно допустимые выбросы (ПДВ)»:
Извлечение
из Приложения 1 «Унифицированная структура сводного тома “Охрана атмосферы и предельно допустимые выбросы (ПДВ)”» к ГОСТ 17.2.3.02-78
[…]
18. Значение фонового загрязнения воздуха по данным организации Государственного комитета СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды и Министерства здравоохранения СССР. Анализ результатов сопоставления фактического поля максимальных разовых концентраций веществ в атмосфере и расчетного поля по данным о фактических параметрах выброса (по отдельным веществам). Оценка на этой основе полноты инвентаризации параметров источников выброса и наблюдений за концентрациями веществ в атмосфере. Принятые при расчетах значения фоновых концентраций.
[…]
Согласно Приложению 4 к ГОСТ 17.2.3.02-78 под фоновой концентрацией Сф для отдельного источника загрязнения атмосферы понимается загрязнение атмосферы в городе или другом населенном пункте, созданное другими источниками, исключая данный. Если при расчете фоновой концентрации по формулам не имеется возможности принять во внимание все источники загрязнения атмосферы, фоновое загрязнение, как правило, от мелких источников, а также от автотранспорта, следует учесть, определяя его на основе экспериментальных данных по согласованию с органами Государственного комитета СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды и Министерством здравоохранения СССР.
Еще одним важным документом, регламентирующим нормирование качества атмосферного воздуха, являются СанПиН 2.1.6.1032-01 «Гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха населенных мест», в соответствии с п. 3.2.3 которых на этапе выбора площадки для строительства объекта необходимо учесть особенности физико-географических и аэроклиматических условий, в т.ч. рельефа местности, ПЗА, данные о фоновом загрязнении местности, полученные и согласованные в установленном порядке. В этом же документе перечислены гигиенические требования для установления нормативов выбросов загрязняющих веществ на действующих объектах, одним из которых являются опять же фоновые концентрации загрязняющих веществ в атмосфере, поступающих в нее из других источников выброса, не относящихся к объекту нормирования.
Таким образом, еще на этапе подготовки к разработке проектной документации для предприятия-природопользователя разработчику нужно озаботиться поиском информации о фоновом загрязнении атмосферного воздуха в районе расположения данного предприятия.
Приведем выдержку из Методики расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий (ОНД-86) (утв. Госкомгидрометом СССР 04.08.1986 № 192; далее — ОНД-86), используемой во всех ныне существующих унифицированных программах расчета загрязнения атмосферы (УПРЗА) [1]:
Извлечение
из ОНД-86
7. УЧЕТ ФОНОВЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ПРИ РАСЧЕТАХ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ И УСТАНОВЛЕНИЕ ФОНА РАСЧЕТНЫМ ПУТЕМ
7.1. В случае наличия совокупности источников выброса вклады этих источников (или их части) могут учитываться в расчетах загрязнения воздуха путем использования фоновой концентрации Сф (мг/м3), которая для отдельного источника выброса характеризует загрязнение атмосферы в городе или другом населенном пункте, создаваемое другими источниками, исключая данный.
Фоновая концентрация относится к тому же интервалу осреднения (20–30 мин), что и максимальная разовая ПДК. По данным наблюдений, Сф определяется как уровень концентраций, превышаемый в 5 % наблюдений за разовыми концентрациями.
[…]
Информация о фоновых концентрациях веществ может подаваться единым значением по населенному пункту. В иных случаях, если в крупном населенном пункте загрязнение воздуха в разных его частях различается, данные предоставляются по нескольким постам наблюдения. Кроме того, концентрации могут меняться в зависимости от направления и скорости ветра.
Пункт 7.6 ОНД-86 указывает на то, что в случае отсутствия наблюдений за загрязнением атмосферы либо невозможности их проведения по установленным методикам фоновые концентрации загрязняющих веществ могут быть определены расчетным методом. ОНД-86 предлагает формулы для таких расчетов. Мы не будем останавливаться на них подробно: в случае необходимости читатель может ознакомиться с ними самостоятельно. Кроме того, эти формулы понадобятся, скорее, сотрудникам уполномоченных органов при необходимости предоставления данных о расчетном фоновом загрязнении по запросам.
Обратите внимание
В случае если предприятие является единственным в городе, осуществляющим выбросы данного вещества, и необходимо учесть фоновую концентрацию вещества при реконструкции предприятия, ОНД-86 рекомендует за фоновую концентрацию Сф принимать вклад в суммарную концентрацию с источников того же предприятия, не подвергающихся реконструкции.
Наиболее подробно вопрос учета фонового загрязнения атмосферы при нормировании выбросов рассмотрен в Методическом пособии по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух (СПб.: ОАО «НИИ Атмосфера», 2012) (далее — МП-2012). Это пособие, которое является одним из главных подспорий для разработчика природоохранной документации, выдержало уже несколько изданий.
Согласно МП-2012 основное условие, диктующее необходимость учета фоновых концентраций конкретного вещества, выражается следующей формулой:
qм, пр. j > 0,1,
где qм, пр. j (в долях ПДК) — величина наибольшей приземной концентрации j-го загрязняющего вещества, создаваемая (без учета фона) выбросами рассматриваемого хозяйствующего субъекта на границе ближайшей жилой застройки в зоне влияния выбросов субъекта.
На заметку
Исходя из этого условия, прежде чем запрашивать в Росгидромете фоновые концентрации загрязняющих веществ, выбрасываемых предприятием, разработчику нужно провести с помощью УПРЗА расчет рассеивания загрязняющих веществ от предприятия без учета фона и выбрать из всего перечня выбрасываемых веществ те вещества, приземная концентрация которых на жилой застройке выше 0,1 ПДК. Это важно учитывать в тех случаях, когда Росгидромет предлагает при запросе фоновых концентраций веществ стандартный перечень (такая ситуация наблюдается в регионе проживания и деятельности автора статьи), в который чаще всего входят оксид серы, оксиды азота, диоксид углерода, формальдегид, взвешенные вещества, сероводород. Возможно, предприятие сможет сильно сэкономить средства, затраченные на запрос этой информации, исключив из списка ненужные вещества. При этом необходимо в обязательном порядке включить в запрос перечень специфических веществ, выбрасываемых предприятием.
Отметим, что приведенное из МП-2012 условие вызывает споры у санитарных врачей. Например, в некоторых регионах страны они требуют считать вклад предприятия в загрязнение атмосферы даже если концентрация выбрасываемого им вещества не превышает 0,1 ПДК, но при этом фоновое загрязнение по данному веществу больше ПДК. То же касается ситуации, когда концентрация вещества, входящего в группу веществ, обладающих комбинированным вредным воздействием, не превышает 0,1 ПДК. В этом случае учет фонового загрязнения для данной группы веществ не выполняется.
Интересная ситуация складывается, если предприятие находится не в крупном населенном пункте, а где-нибудь в пустынной удаленной местности, где нет постов наблюдения за загрязнением атмосферы. В практике автора был случай, когда несколько площадок предприятия находились в разных местах одного муниципального района, удаленных даже от поселков. Казалось бы, логично предположить, что фоновые концентрации для всех этих площадок будут одинаковыми и их значения будут основаны на данных, полученных на ближайшем посте наблюдения в районном центре. В таком случае предприятие могло бы сэкономить и получить одну справку на весь район. Однако Росгидромет был иного мнения и затребовал оплатить справки на каждый фактический адрес расположения площадок предприятия.
Кроме того, довольно часто бывает так, что постов наблюдения рядом с производственной площадкой нет, сводных расчетов по району тоже не ведется и поэтому уполномоченные органы вообще отказывают предприятиям в предоставлении информации о фоновых концентрациях. Как быть в такой ситуации, не совсем ясно, ведь перечисленные выше ГОСТ и СанПиН никто не отменял. Некоторые предприятия находят выход из такой ситуации — по согласованию с экспертами они проводят серию замеров концентраций нужных веществ и используют их результаты в качестве фоновых. В иных случаях разработчики на свой страх и риск пользуются справочными данными, например Временными рекомендациями «Фоновые концентрации для городов и поселков, где отсутствуют наблюдения за загрязнением атмосферы на период 2009–2013 гг.».
На заметку
При запросе в органах Росгидромета данных о фоновых концентрациях необходимо учесть еще несколько моментов.
Во-первых, в запросе рекомендуется указывать координаты точек, данные о фоновых концентрациях в которых вам нужны. При отсутствии необходимых координат данные, скорее всего, будут предоставлены на адрес предприятия, тогда как более правильно проводить расчет рассеивания с учетом фона на ближайшей жилой застройке.
Во-вторых, при нормировании выбросов твердых частиц по коду 2902 с ПДК 0,5 мг/м3 следует учесть, что сообщаемые органами Росгидромета данные о концентрациях «взвешенных веществ» относятся к общей сумме твердых частиц, а не к веществу с кодом 2902. Поэтому для нормирования данного вещества необходимо провести дополнительные измерения индивидуальных компонентов пыли или запросить сводные расчеты по городу по концентрации этого вещества. Кстати, несмотря на четкие рекомендации МП-2012 по этой проблеме, до сих пор наблюдается недопонимание на местах как со стороны разработчиков, так и со стороны экспертов, требующих включить в расчет фоновую концентрацию «взвешенных веществ» из приложенной к проектной документации фоновой справки.
Очень частая проблема при разработке нормативов ПДВ или определении границ санитарно-защитной зоны [2] предприятия — превышение в приземных концентрациях ПДК по веществу из-за высокого фонового загрязнения по данному веществу (автор уже касался этого вопроса в своих предыдущих статьях). В этом случае ситуация для предприятия просто патовая: даже если оно сведет свой выброс к минимуму, фон все равно может превышать ПДК из-за соседних предприятий-вкладчиков. В данном случае санитарные врачи иногда видят выход в расчете квоты концентраций (допустимого вклада) предприятия в соответствии с МП-2012. Вот здесь и начинается неразбериха.
Метод расчета в пособии сводится к следующему: если загрязнение атмосферы на существующее положение с учетом фона превышает ПДК, то величина квоты концентраций (допустимого вклада) Сд хозяйствующего субъекта может быть приближенно определена следующим образом:
Сд = 1 – Сʹфп,
где Сʹфп [3] в долях ПДК рассчитывается так:
Сʹфп = Сʹф / (Сʹф + qм. j).
Однако при расчете чаще всего получается, что квота по веществу меньше, чем максимальная приземная концентрация, что само по себе странно. Самое интересное, что квоты и допустимые вклады согласно МП-2012 и Приказу Госкомэкологии РФ от 16.02.1999 № 66 «О применении системы сводных расчетов при нормировании выбросов» рассчитываются в составе сводных расчетов выбросов по населенному пункту местными природоохранными органами.
Например, в регионе работы автора статьи, как и во многих других, такие расчеты вообще не проводятся по причине отсутствия нормативно-правовой базы, проще говоря — внятных методик. Но эксперты все равно упрямо просят рассчитать квоту, хотя на деле часто выясняется, что под этим термином они понимают совершенно иные вещи (например, они хотят выяснить, насколько фонообразующим является предприятие, т.е. просят рассчитать разницу «1 – фоновая концентрация»). Таким образом, данный пункт пособия не только не вносит ясности в понятие квоты, но и дополнительно запутывает разработчиков.
Второй, более правильный, вариант действий в случае превышения ПДК за счет фоновых концентраций — разработка плана мероприятий по снижению выбросов и технических нормативов выбросов. Однако стоит отметить, что такие мероприятия не всегда могут снизить выбросы до норм ПДК.
Обязательно обратите внимание, не включают ли предоставленные Росгидрометом фоновые концентрации по данному веществу вклад от вашего предприятия. Если включают, вычтите выбросы от предприятия из фоновых, используя формулы (7.1), (7.2) ОНД-86:
где С — максимальная расчетная концентрация вещества от данного источника (предприятия) для точки размещения поста, на котором устанавливался фон, определенная по формулам разд. 2–6 ОНД-86 при значениях параметров выброса, относящихся к периоду времени, по данным наблюдений за который определялась фоновая концентрация Сф.
Заказывая фоновую справку в органах Росгидромета, помните, что она имеет свой срок действия, как любой документ. Согласно РД 52.04.186-89 «Руководство по контролю загрязнения атмосферы» обязательная корректировка расчетных значений фоновых концентраций проводится раз в 5 лет. На основании этого руководства можно сделать вывод, что справка имеет срок действия 5 лет. Однако это не мешает некоторым предприимчивым местным органам Росгидромета выдавать справки со сроками действия 3 года, 1 год и даже со сроком «до конца текущего года», притом что справка выдается в октябре.
Обратите внимание: в МП-2012 отдельно оговорено, что изменение фонового загрязнения воздушного бассейна не рекомендуется как основание для пересмотра нормативов выбросов до истечения срока действия проекта нормативов ПДВ. Это важно помнить экологам предприятий, чтобы суметь оспорить подобные замечания со стороны проверяющих органов.
Таким образом, учет фоновых концентраций при разработке проектной документации представляет собой большую проблему с множеством нюансов, и дать ответы на все возникающие при этом вопросы наше природоохранное законодательство часто не в силах. Остается надеяться, что со временем все пробелы будут ликвидированы путем издания соответствующих нормативных актов.
[1] О проведении расчета загрязнения атмосферы в УПРЗА см.: Ламихова М. Расчет загрязнения атмосферного воздуха в специализированных программах // Справочник эколога. 2013. № 12. С. 85–98.
[2] Подробнее об установлении и сокращении СЗЗ, а также о проведении натурных исследований в СЗЗ и экспертизе проекта СЗЗ см.:
– Бабина Ю.В. Установление и соблюдение режимов санитарно-защитных зон промышленных предприятий и других производственных объектов // Справочник эколога. 2013. № 3. С. 69–79;
– Черемохина Е. Производственный контроль атмосферного воздуха и шума // Справочник эколога. 2013. № 6. С. 51–53;
– Леонов А. Сокращение санитарно-защитной зоны // Справочник эколога. 2013. № 9. С. 43–51;
– Севрюгина В.В. Натурные исследования в санитарно-защитной зоне // Справочник эколога. 2014. № 4. С. 71–73;
– Дудникова А.Г. Санитарно-защитные зоны: история, проблемы и перспективы // Справочник эколога. 2014. № 4. С. 6–8.
[3] Согласно ОНД-86 это фоновая концентрация Сф, из которой исключен вклад рассматриваемого источника (предприятия).
Статья опубликована в журнале «Справочник эколога» № 5, 2014.
Фоновая концентрация – статистически
достоверная максимальная концентрация,
Сф, мг/м3. Она является характеристикой
загрязнения атмосферы и определяется
как значение концентрации, которое
превышается не более чем в 5% случаев от
общего количества наблюдений. Сф
характеризует суммарную концентрацию,
создаваемую всеми источниками,
расположенными на данной территории.
Сф устанавливается для каждого вещества
по данным наблюдений. При отсутствии
необходимых данных наблюдений фоновая
концентрация может быть определена
расчетным путем.
Фоновая концентрация Сф, может определяться
одним из статистических расчетных
методов либо графически.
Графический метод определения фоновой
концентрации состоит в том, что для
каждой градации i концентрации
наносятся на график в зависимости от
скорости ветра W. Определяется количество
значений концентрации примеси ni,
относящееся к данной градации i. Строится
огибающая плавная линия, выше которой
может находиться 5% от общего количества
точек ni. С построенной огибающей снимается
максимальное значение, которое принимается
за Сфi (рис.11)
Рис.11.График для определения фоновой
концентрации
17. Фоновые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе. Оценка значимости различий Сф для различных градаций.
Фоновая концентрация – статистически
достоверная максимальная концентрация,
Сф, мг/м3. Она является характеристикой
загрязнения атмосферы и определяется
как значение концентрации, которое
превышается не более чем в 5% случаев от
общего количества наблюдений. Сф
характеризует суммарную концентрацию,
создаваемую всеми источниками,
расположенными на данной территории.
Сф устанавливается для каждого вещества
по данным наблюдений. При отсутствии
необходимых данных наблюдений фоновая
концентрация может быть определена
расчетным путем.
Для проведения оценки значимости
различий Сф для различных градаций
рассчитываются значения фоновой
концентрации: С – среднее по пяти
градациям и С~ – среднее по четырем
градациям (без градации i = 0 для
скорости ветра 0÷2 м/с):
где: Σ- сумма пяти произведений Сфi для
каждой градации на количество измерений
в данной градации ni.
Если максимальное и минимальное значение
Сфi при i=0,1,2,3,4 удовлетворяют неравенству:
(1)
то для такого поста в качестве Сф
принимается значение С независимо
от направления и скорости ветра.
Если условие ( 1 ) не выполняется, но
минимальное и максимальное значения
Сфi при i=1,2,3,4 удовлетворяют неравенству:
(2)
то для данного поста принимаются два
значения фона: одно – для градации
скорости ветра 0÷2 м/с, другое – для
скорости ветра 3÷W* м/с ( значениеС~
).
Когда условия (1) и (2) не выполняются, Сф
представляется пятью значениями.
18. Фоновые концентрации для веществ однонаправленного действия, Сф для населенного пункта, исключение из Сф вклада предприятия.
Фоновая концентрация – статистически
достоверная максимальная концентрация,
Сф, мг/м3. Она является характеристикой
загрязнения атмосферы и определяется
как значение концентрации, которое
превышается не более чем в 5% случаев от
общего количества наблюдений. Сф
характеризует суммарную концентрацию,
создаваемую всеми источниками,
расположенными на данной территории.
Сф устанавливается для каждого вещества
по данным наблюдений. При отсутствии
необходимых данных наблюдений фоновая
концентрация может быть определена
расчетным путем.
Для учета суммации вредного действия
нескольких загрязняющих веществ
допускается определение единой
величины фона по этим веществам.
При этом для каждого пункта наблюдения
и момента времени концентрация n веществ
приводится к концентрации наиболее
распространенного из них вещества.
Например, при суммации воздействия SO2
и NO2:
(3)
Дальнейшая обработка результатов
проводится так же, как и в случае одного
вещества.
При проектировании промышленных
предприятий и установлении ПДВ данные
о распределении фоновой концентрации
по территории населенного пункта
представляются в табличной форме.
В отдельных случаях можно ограничиться
средним значением Сф по городу. Для
этого вычисляется среднее значение Сф
по городу для каждой градации скорости
и направления ветра. Для тех постов, для
которых в рассматриваемой градации Сфi
отличается от среднего по городу менее,
чем на 25%, оно заменяется на среднюю по
городу величину Сф.
При установлении ПДВ для реконструируемых
или действующих предприятий исключение
из Сф вклада рассматриваемого предприятия
производится по формуле:
где: С′ф – фоновая концентрация
без учета рассматриваемого предприятия;
С – максимальная концентрация, создаваемая
предприятием в месте размещения поста.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
РД 52.24.622-2001
РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Проведение расчетов фоновых
концентраций
химических веществ в воде водотоков
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН |
Гидрохимическим |
2 РАЗРАБОТЧИКИ |
О.А. |
3 УТВЕРЖДЕН |
Федеральной |
4 ЗАРЕГИСТРИРОВАН |
ЦКБ ПМП за |
5 ВЗАМЕН |
“Временных |
Содержание
Предисловие
1 Область применения
2 Нормативные ссылки
3 Определения
4 Общие положения
5 Методы расчетов фоновых концентраций химических
веществ в воде водотоков
6 Порядок ответов и запросов о фоновых концентрациях
химических веществ
Приложение А (рекомендуемое)
Форма представления результатов расчета фоновых
концентраций химических веществ
Приложение Б (рекомендуемое)
Форма заполнения „Журнала регистрации запросов и
ответов о фоновых концентрациях химических веществ”
Приложение В (обязательное)
Значения коэффициента Стьюдента tSt при односторонней
доверительной вероятности Р = 0,95
Приложение Г (справочное)
Примеры расчетов фоновых концентраций химических
веществ в воде водотоков1
Приложение Д (справочное) Библиография
Лист регистрации изменений РД 52.24.622-2001
РД 52.24.622-2001
РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Проведение
расчетов фоновых концентраций
химических веществ в воде водотоков
Дата введения 2002-01-01
1 Область
применения
Настоящие
методические указания устанавливают методы проведения расчетов фоновых
концентраций химических веществ в воде водотоков в заданных створах.
Методические
указания предназначены для оперативно-производственных подразделений
Росгидромета, осуществляющих обработку результатов наблюдений на водных
объектах, а также проектных организаций министерств и ведомств и других
заинтересованных- организаций, имеющих лицензии на проведение расчетов фоновых
концентраций химических веществ в воде водотоков или разработку проектов
предельно допустимых сбросов вредных веществ в поверхностные водные объекты.
Фоновые
концентрации химических веществ, рассчитанные в соответствии с настоящими
методическими указаниями, могут быть использованы для нормирования сброса
сточных вод для проектируемых, реконструируемых и действующих предприятий, а
также при проектировании и осуществлении забора воды из водотоков на различные
хозяйственные нужды.
2 Нормативные ссылки
В настоящих
методических указаниях использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ
17.1.1.02-77. Охрана природы. Гидросфера. Классификация водных объектов
ГОСТ
17.1.1.01-77. Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана воды.
Основные термины и определения
ГОСТ 19179-73.
Гидрология суши. Термины и определения
ГОСТ 27065-86
(СТ СЭВ 5184-85). Качество вод. Термины и определения
3 Определения
В настоящих
методических указаниях использованы следующие термины.
Вертикаль в
створе водотока – условная отвесная линия от поверхности воды (или льда) до дна
в водотоке, используемая для описания места отбора проб воды в створе или
оценок и прогноза качества воды в нем.
Водоток –
водный объект, характеризующийся движением воды в направлении уклона в
углублении земной поверхности ( ГОСТ 19179-73).
Загрязняющее
вещество – вещество в воде, вызывающее нарушение норм качества воды ( ГОСТ
17.1.1.01).
Качество воды –
характеристика состава и свойств воды, определяющая пригодность ее для
конкретных видов водопользования ( ГОСТ
17.1.1.01).
Максимально
загрязненная струя в створе водотока – масса воды с наиболее высоким
содержанием загрязняющих веществ, занимающая определенную часть поперечного
сечения водного потока.
Нормы качества
воды – установленные значения показателей качества воды для конкретных видов
водопользования ( ГОСТ
27065).
Предельно
допустимый сброс – масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к
отведению с установленным режимом в данном пункте (створе) водного объекта в
единицу времени с целью обеспечения норм качества воды в контрольном пункте ( ГОСТ
17.1.1.01).
Самоочищение
воды – совокупность природных процессов, направленных на восстановление
экологического благополучия водных объектов ( ГОСТ 27065).
Створ водотока
(реки) – условное поперечное сечение водотока, используемое для оценок и
прогноза качества воды.
Сточные воды –
воды, отводимые после использования в бытовой и производственной деятельности
человека ( ГОСТ
17.1.1.01).
Фоновая
концентрация химического вещества – расчетное значение концентрации химического
вещества в конкретном створе водного объекта, расположенном выше одного или
нескольких контролируемых источников этого вещества, при неблагоприятных
условиях, обусловленных как естественными, так и антропогенными факторами
воздействия.
4 Общие положения
4.1 Расчет
количественных значений показателей химического состава и свойств воды
водотоков выше проектируемого или действующего выпуска сточных вод (далее для
указанных величин используется термин “фоновые концентрации химических
веществ”) должен периодически проводиться с целью установления оптимальной
степени очистки, режима и условий сброса сточных вод, при которых качество воды
водотока ниже выпуска сточных вод будет удовлетворять установленным нормам.
4.2 Фоновые
концентрации химических веществ рассчитываются для конкретного, задаваемого
проектными или другими заинтересованными организациями створа водотока и
являются количественной характеристикой содержания веществ в этом створе при
наиболее неблагоприятных ситуациях, обусловленных как естественными условиями
формирования химического состава и свойств воды, так и влиянием всех источников
загрязнения, расположенных выше рассматриваемого створа.
4.3
За фоновую концентрацию вещества Сф* принимается
статистически обоснованная верхняя доверительная граница возможных средних
значений концентраций этого вещества, рассчитанная по результатам
гидрохимических наблюдений для наиболее неблагоприятных гидрологических условий
или наиболее неблагоприятного в отношении качества воды периода (сезона) в
годовом цикле.
Значение
фоновой концентрации вещества Сф* рассчитывается
для конкретных створов водотоков и считается статистически обоснованным, если
оно определено с доверительной вероятностью Р = 0,95.
4.4
В целях возможности осуществления контроля, проверки и корректировки
рассчитанных значений фоновой концентрации вещества Сф*,
а также увеличения запаса надежности расчетов разбавления загрязненных вод
створ, задаваемый для определения фоновой концентрации вещества Сф*,
должен располагаться выше рассматриваемого проектируемого или действующего
выпуска сточных вод на 1 км для больших и средних рек1, на 500 м для
малых рек.
Если между
створом, для которого рассчитываются фоновые концентрации, и створом, где
планируется осуществление сброса сточных вод, имеются притоки, то для устьевой
части этих притоков фоновые концентрации рассчитываются отдельно.
__________________
1 Имеется в виду классификация рек в
соответствии с ГОСТ
17.1.1.02.
4.5 Перечень веществ, для которых требуется
рассчитать фоновую концентрацию вещества Сф*,
определяется организацией-заказчиком.
4.6
В соответствии с правилами [ 1] ( приложение Д)
наиболее неблагоприятными расчетными гидрологическими условиями следует
считать:
а) для
незарегулированных водотоков – наименьший (минимальный) среднемесячный расход
воды года 95 %-й обеспеченности по данным органов Росгидромета;
б) для
зарегулированных водотоков – установленный гарантированный расход воды ниже
плотины (санитарный попуск) при обязательном исключении возможности обратных
течений в нижнем бьефе. В том случае, если систематические наблюдения не
проводились, то сначала, пользуясь [ 2],
определяют среднегодовой расход 95 %-й обеспеченности. Затем, учитывая
внутригодовое распределение стока реки-аналога или пользуясь схемами
внутригодового распределения стока по районам, устанавливают расчетный
среднемесячный минимальный расход для этого характерного года.
4.7 Определение
фоновой концентрации для любого вещества заключается в нахождении Сф*,
соответствующей вышеуказанным расчетным гидрологическим условиям. Для
периодически пересыхающих и перемерзающих участков водотоков, а также в том
случае, если отсутствует достаточно надежная статистическая связь между
концентрацией вещества и расходом речной воды, рассчитывается значение фоновой
концентрации вещества Сф* за наиболее
неблагоприятный в отношении качества воды период в годовом цикле.
4.8 В случае неравномерного распределения
концентрации вещества в сечении заданного створа водотока (например, в зоне
неполного смешения речной воды со сточной водой или водой притока) наиболее
важным параметром является та Сф*, которая
рассчитана отдельно для струи с наиболее высокой концентрацией этого вещества
(далее эту струю будем называть контрольной струей или, если речь идет о
влиянии на химический состав речной воды конкретного сброса сточных вод,
максимально загрязненной струей). Значение фоновой концентрации вещества,
полученное в контрольной струе заданного створа водотока, представляют как
конечный результат расчета.
4.9
Для расчета фоновой концентрации вещества Сф*
используют результаты систематических наблюдений, при получении которых не
изменялись:
– методика
отбора и анализа проб воды;
– водный режим
водотока (зарегулирование, забор воды и т.п.);
– характер
поступления рассматриваемых химических веществ на вышерасположенном участке
водотока.
4.10
При расчете фоновой концентрации вещества Сф*
следует учитывать только те створы наблюдений, где имеются данные не менее чем
за один год – при ежемесячной, ежедекадной или еще более дробной системе отбора
проб воды; не менее чем за двухлетний период при 6 – 11-разовом отборе проб
воды в год; не менее чем за трехлетний период при 4 – 5-разовом отборе проб
воды в год. Основное условие – чтобы наблюдения проводились во все характерные
сезоны не менее одного года и минимальное число данных в каждом сезоне за
расчетный период было не менее трех.
Результаты
гидрохимических наблюдений на средних и больших реках в створах, расположенных
примерно на 500 м ниже контролируемого выпуска сточных вод, разрешается
использовать для расчета только в том случае, если отбор проб воды в них
осуществлялся с учетом местоположения максимально загрязненной струи.
Характер
наблюдений и состояние водного объекта за выбранный период должны
соответствовать требованиям, указанным в 4.9.
4.11
При отсутствии на водотоке створов наблюдений, удовлетворяющих 4.9 и 4.10, расчет возможен только после проведения
необходимых дополнительных наблюдений.
Отбор и анализ
проб воды водотока проводится в соответствии с требованиями, изложенными в [ 3,
4].
4.12
Расчетные значения фоновой концентрации Сф*
действительны в течение трех лет со дня выдачи официального ответа на запрос,
после чего подлежат пересмотру (порядок запросов и ответов рассмотрен в разделе
6). В случае значительного изменения водного режима водотока, а также
ввода, закрытия или реконструкции крупных предприятий, сбрасывающих сточные
воды на вышерасположенных участках водотока, значения фоновой концентрации
вещества Сф* независимо от сроков их установления
обязательно корректируются.
5 Методы расчетов
фоновых концентраций химических веществ в воде водотоков
5.1 Заданный
для расчета фоновой концентрации вещества створ водотока может быть расположен
ниже, выше или совпадать со створом, результаты наблюдений в котором
соответствуют 4.9, 4.10.
5.2 По
специфике вычислительных операций для заданного химического вещества условно
можно выделить пять методов расчета, связанных с определением фоновой
концентрации вещества Сф*:
1) выделение в
заданном створе максимально загрязненной струи;
2) оценка
достоверности статистической связи между концентрацией вещества и расходом воды
в водотоке (отдельно для максимально загрязненной струи и остальной массы воды
в водотоке); расчет фоновой концентрации вещества при наличии достоверной
статистической связи между указанными параметрами;
3) расчет
фоновой концентрации вещества для случая, когда систематические наблюдения в
течение последних трех лет проводились не реже чем один раз в месяц;
4) расчет
фоновой концентрации вещества для случаев, когда наблюдения проводились реже
чем один раз в месяц;
5) пересчет
фоновой концентрации вещества, полученной в створе систематических
гидрохимических наблюдений, на другой заданный створ водотока.
5.3
Выделение в заданном створе максимально загрязненной струи проводится только в
том случае, если число точек контроля состава воды в рассматриваемом створе
превышает единицу1 и объем наблюдений в каждой точке контроля
соответствует 4.9, 4.10.
__________________
1Сведения об организации гидрохимических
наблюдений в створах водотоков приведены в работах [ 3- 5].
5.3.1 Для
каждой точки контроля в створе водотока рассчитывается среднее значение
концентрации рассматриваемого вещества по формуле
(1)
где Сф(ср)
– средняя концентрация вещества в рассматриваемой точке контроля;
С ф, i
– i -е значение концентрации вещества в этой точке;
n – число значений Сф, i взятых для определения Сф(ср).
Перед расчетом Сф(ср)
из рядов концентраций вещества должны быть удалены аномально высокие или низкие
значения концентрации, появление которых может быть связано только с грубыми
ошибками при получении информации или аварийными ситуациями на водном объекте.
5.3.2 Точка
контроля, для которой полученное значение средней концентрации наибольшее,
принимается за основную (опорную). Если концентрация вещества в основной точке
контроля существенно отличается от концентраций этого вещества в
“соседних” (справа, слева, выше, ниже) точках, то следует считать,
что результаты наблюдений в основной точке контроля характеризуют качество воды
в максимально загрязненной струе (методы сопоставления выборочных рядов данных
указаны в 5.3.3).
Если концентрация вещества в основной вертикали
отличается от концентраций этого вещества в одной или нескольких соседних
(справа, слева, выше, ниже) точках контроля несущественно, то следует считать,
что все эти точки расположены в одной контрольной струе. Для получения единого
ряда концентраций, характеризующих состав воды в этой струе, результаты
наблюдений, полученные в указанных точках контроля за расчетный период, объединяют
и усредняют.
Аналогичное
усреднение результатов наблюдений выполняют и для точек контроля, не вошедших в
контрольную струю.
Если известно,
что происходит периодическое поступление рассматриваемого вещества от
какого-либо источника, расположенного выше заданного створа водотока, то
следует попытаться выделить контрольную струю путем аналогичного анализа
данных, но с учетом только тех периодов, когда может происходить выпуск
рассматриваемого вещества из этого источника.
В заданном
створе следует выделять не более двух условно изолированных масс воды:
контрольную струю и остальную часть речной воды с более низкими концентрациями
загрязняющего вещества.
Для каждой
выделенной массы воды определяют примерную долю расхода воды водотока в
меженный период. Определение последней осуществляют совместно с гидрологами
посредством анализа распределения расхода воды в поперечном профиле створа
водотока и анализа, местоположения в этом створе точек отбора проб воды,
отнесенных к контрольной струе1.
______________________
1 Возможные ошибки при таком
ориентировочном выделении расхода воды, относимого к контрольной струе, как
правило, полностью компенсируются запасом надежности используемых методов
расчета смешения и разбавления загрязненных масс воды в реке. Однако при вновь
организуемых исследованиях следует иметь в виду, что правомерность отнесения
получаемых значений концентраций ко всей выделяемой относительно однородной по
химическому составу массе речной воды будет наиболее высока в тех створах, где
отбираются усредненные (составные) пробы воды по всему сечению этой выделенной
массы.
5.3.3
Оценку значимости отличия сравниваемых выборок концентраций вещества следует
осуществлять с помощью непараметрического статистического критерия Вилькоксона
– Манна – Витни (критерий и*) [ 6].
Сущность данной
методики заключается в следующем.
Значения
концентраций обеих выборок располагают в общую возрастающую последовательность,
например в виде
у1 x1
х2 у2 у3 у4 х3 у5 у6 х4
где x1,
…, х4 – концентрации первой выборки;
у 1 , …, у6
– концентрации второй выборки.
Каждому значению
концентрации в общей возрастающей последовательности присваивается ранг,
например:
у 1 |
x 1 |
х 2 |
у 2 |
у 3 |
у 4 |
х 3 |
у 5 |
у 6 |
х 4 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
(2)
Если в первой и второй выборках имеются
равные значения концентрации, то каждому из них приписывается среднее значение
ранга. Например, если х2 = у2, то для
рассмотренной последовательности будем иметь:
у 1 |
x 1 |
х 2 |
у 2 |
у 3 |
у 4 |
х 3 |
у 5 |
у 6 |
х 4 |
1 |
2 |
3,5 |
3,5 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
(3)
При х2 = у2
= у3 получим:
у 1 |
x 1 |
х 2 |
у 2 |
у 3 |
у 4 |
х 3 |
у 5 |
у 6 |
х 4 |
1 |
2 |
4 |
4 |
4 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
(3а)
Далее отдельно
для каждой выборки подсчитывается сумма рангов. Например, для
последовательности (3) получим:
–
для первой выборки
x 1 |
х 2 |
х 3 |
х 4 |
2 |
3,5 |
7 |
10 |
сумма рангов равна 22,5;
– для второй выборки
у 1 |
у 2 |
у 3 |
у 4 |
у 5 |
у 6 |
1 |
3,5 |
5 |
6 |
8 |
9 |
сумма рангов равна 32,5.
Значения
критерия и* определяют по формулам
,
(4)
,
(5)
где Т1
– меньшая сумма рангов в сравниваемых выборках;
n 1 – число значений концентраций в выборке с суммой
рангов Т1;
Т 2 – большая сумма рангов в
сравниваемых выборках;
n 2 – число значений концентраций в выборке с суммой
рангов Т2.
Например, для
последовательности (3) получим
.
(6)
Если число
данных в большей из сравниваемых выборок m* менее или равно
восьми m* ≤ 8), то рассчитывается теоретическое
(критическое) значение критерия иТ по формуле
иТ = (0,448 m*
– 0,301) n * – 0,287 m* – 0,204, (7)
где n * – число данных в меньшей из
сравниваемых выборок.
Примечание – Результат, полученный по
формуле (7), округляется до первого знака после запятой.
В том случае,
если рассчитанное значение и* больше иТ, то
отличие между сравниваемыми выборками принимается незначимым.
Например, для
последовательности (3) m* = n 2 = 6; n * = n 1 = 4; и* =
12,5; иТ = 11,1. Следовательно, отличие сравниваемых выборок
концентраций принимается незначимым (при Р = 0,90).
Если число
данных в большей выборке более восьми (m* > 8), то оценка
отличия сравниваемых выборок концентраций проводится по критерию z,
который представляет собой приближенно нормированную величину, распределенную
по нормальному закону:
. (8)
В том случае,
если рассчитанное значение z попадает в интервал -1,28
< z < 1,28, отличие между двумя сравниваемыми
выборками концентраций принимается незначимым (при Р = 0,90).
5.4
Оценку возможности установления и использования для расчетов фоновых
концентраций статистических связей между концентрацией вещества С и
расходом воды в водотоке Q осуществляют в том случае, если на дату
отбора проб представлены значения расхода речной воды.
5.4.1
Корреляционный анализ для оценки статистической связи типа С = f(Q)
желательно проводить с использованием ПЭВМ. Если данный анализ выполняется
“вручную”, то для выяснения вида статистической связи (прямолинейная,
логарифмическая, экспоненциальная) вначале анализируют характер распределения
точек на графике связи С = f(Q). После выбора вида связи
проводится корреляционный анализ линеаризованной статистической связи. При
использовании ПЭВМ для анализа линеаризованных связей С = f(Q)
рекомендуется использовать следующие уравнения регрессии:
у = a + bx , |
y = abx , |
у = a + bx 2 , |
, |
, |
y = ab 1 /x , |
у = a + b lg x , |
y |
, |
, |
, |
, |
, |
, |
, |
. |
Статистическая
связь принимается значимой, если она удовлетворяет параметрам, приведенным в
таблице 1.
Таблица 1 – Критерии оценки качества статистических связей
Число членов ряда n |
Коэффициент корреляции r |
|
Категория качества |
≤ 15 |
≥ 0,81 |
≤ 0,40 |
Хорошая |
0,80-0,70 |
0,41-0,70 |
Удовлетворительная |
|
15 < n |
≥ 0,89 |
≤ 0,45 |
Хорошая |
0,88-0,66 |
0,46-0,75 |
Удовлетворительная |
|
≥ 25 |
≥ 0,87 |
≤ 0,50 |
Хорошая |
0,86-0,60 |
0,51-0,80 |
Удовлетворительная |
В таблицу 1 включены
параметры:
σ –
среднеквадратическое отклонение, определяемое для анализируемого ряда значений
концентрации вещества по формуле
; (10)
S св – среднеквадратическая погрешность результатов
проверочных расчетов значений концентрации вещества по найденному уравнению
регрессии, определяемая по формуле
, (11)
где Сф(р), i
– значение концентрации вещества, полученное по уравнению регрессии по тем
данным расхода воды в водотоке, при которых была зафиксирована Сф, i :
r – коэффициент корреляции линейной связи между параметрами Сф, i
и Q i определяемый по формуле
,
(12)
где Сф, i ,
Qi – наблюденные i -е значения коррелируемых
параметров;
С ф,ср , Qср –
среднеарифметические значения этих параметров.
Если при
линеаризации статистической связи параметры Сф, i
и Qi использовались в измененном виде (например, lgСф, i ; ; Q i 2 ; ), то в формулу (12) их i -е значения следует
подставлять в том же измененном виде.
В случае
наличия достоверной статистической связи С = f(Q)
составляют необходимые расчетные зависимости (уравнения регрессии)1.
___________________
1 Способы упрощенного установления
статистических связей можно найти в работах [ 7- 10].
5.4.2 Значение
фоновой концентрации вещества определяют по формуле2
,
(13)
где С’ф
– рассчитанная по уравнению регрессии средняя концентрация вещества,
соответствующая условиям расчетного минимального расхода воды в водотоке
согласно 4.6;
– возможная погрешность определения С’ф.
__________________
2 При определении С*ф для
растворенного в воде кислорода используется формула
.
(13а)
Значение параметра , вычисляют по формуле
,
(14)
где t St – коэффициент Стьюдента при
Р = 0,95 (значения коэффициента приведены в приложении
В).
Примеры
расчетов фоновых концентраций представлены в приложений
Г.
5.4.3 В створах
водотока, в которых с увеличением расхода воды увеличивается концентрация
рассматриваемого вещества, помимо фоновой концентрации при минимальном
расчетном расходе воды, по уравнению регрессии рассчитывают фоновую
концентрацию вещества, соответствующую как среднемноголетнему расходу воды , так и наибольшему (максимальному) среднемесячному расходу
воды года 5 %-й обеспеченности .
5.5
Расчет фоновой концентрации вещества при отсутствии достоверной статистической
связи типа С = f(Q) и наличии ежемесячных наблюдений за
химическим составом воды не менее трех лет должен выполняться с выделением
наиболее неблагоприятных условий в отношении качества воды в годовом цикле по
рассматриваемому веществу. Ниже показана последовательность этапов расчета.
5.5.1
В рассматриваемом диапазоне лет из результатов наблюдений исключают
непоказательные экстремальные значения. Для этого рассчитывают величины I ‘ и
I ” по формулам
,
(15)
,
(16)
где Сср,
С ma х , C m in – соответственно средняя,
максимальная и минимальная концентрации вещества за рассматриваемый период;
σ – среднеквадратическое отклонение значений
концентрации вещества.
В том случае,
если I ‘ > I н или I “ > I н (где I н – нормативное значение,
определяемое по таблице 2), то взятое для анализа экстремальное значение
концентрации вещества исключается из рассматриваемого ряда данных.
Таблица 2 – Предельные
значения I н
n |
Iн |
n |
Iн |
n |
Iн |
n |
Iн |
3 |
1,150 |
10 |
2,180 |
17 |
2,480 |
50 |
2,860 |
4 |
1,460 |
11 |
2,230 |
18 |
2,500 |
200 |
3,076 |
5 |
1,670 |
12 |
2,290 |
19 |
2,530 |
250 |
3,339 |
6 |
1,820 |
13 |
2,330 |
20 |
2,560 |
500 |
3,528 |
7 |
1,940 |
14 |
2,370 |
25 |
2,635 |
||
8 |
2,030 |
15 |
2,410 |
30 |
2,696 |
||
9 |
2,110 |
16 |
2,440 |
40 |
2,792 |
5.5.2 Последний год
наблюдений следует принимать за основной. Из предыдущих лет берут данные только
за те годы, в которых значения концентрации рассматриваемого вещества
несущественно отличаются от значений концентрации за основной год (правила
сравнения двух выборок приведены в 5.3.3).
Если для
определения фоновой концентрации вещества С*ф
выделена контрольная струя, то выбор числа лет для статистической обработки
проводят отдельно по данным, характеризующим содержание вещества в контрольной
струе, и данным, характеризующим его содержание в остальной массе воды
водотока.
5.5.3
Выбранные для расчета фоновой концентрации вещества С*ф
данные сводятся в градации по месяцам (число градаций – 12).
Если хотя бы в
одном месяце число данных оказалось менее трех, то продолжение расчета возможно
только в соответствии с 5.6.
Далее из каждой
выделенной градации исключают непоказательные экстремальные значения
концентрации согласно 5.5.1.
5.5.4
В выделенных градациях рассчитывают среднюю концентрацию вещества. Месяц с
наибольшим значением концентрации вещества принимают за основной (опорный).
Если значение концентрации вещества в этом месяце существенно отличается от
значений концентрации в остальных месяцах, то верхняя доверительная граница
средней концентрации вещества в основном месяце принимается за искомое значение
фоновой концентрации вещества С*ф. Формула для
расчета фоновой концентрации вещества С*ф имеет
вид1:
, (17)
где Сф(ср)
– средняя концентрация вещества в основном месяце;
σ –
среднеквадратическое отклонение значений концентрации в этом месяце;
n – число данных в градации.
Если отличие
данных в основном месяце от данных в одном или нескольких других месяцах
несущественно, то результаты наблюдений, попавшие в несущественно отличающиеся
градации, объединяются с результатами наблюдений в основной градации. Для вновь
составленной (увеличенной) градации определяют среднюю концентрацию. Верхняя
доверительная граница, определяемая по формуле (17), составит искомое значение
фоновой концентрации вещества С*ф2.
_____________________
1 Для растворенного кислорода в формуле (17) знак
“+” следует заменить на “-“.
2 Если
полученное значение фоновой концентрации С*ф
превышает максимальное наблюденное значение Сф, то это
означает, что либо были неправильно выбраны градации (или периоды) временных
изменений концентрации вещества, либо при действительно высокой изменчивости
значений концентрации вещества в выделенном периоде было проведено недостаточно
наблюдений для расчета фоновой концентрации С*ф.
5.6 Расчет фоновой концентрации
вещества при наблюдениях реже, чем один раз в месяц, выполняют с учетом
возможных версий характерной внутригодовой периодичности (сезонности) изменения
концентрации вещества. Последняя может быть связана с особенностями
гидрологического, температурного, ледового режимов водотока или совокупности
этих и других факторов воздействия. Основное условие при выборе версий – в
каждом периоде (сезоне) должно быть не менее трех значений концентрации.
5.6.1 Отдельно
в каждой версии в каждом выделенном периоде (сезоне) исключаются
непоказательные экстремальные значения концентрации согласно 5.5.1. Затем в каждом выделенном периоде (сезоне) рассчитывают
среднее значение концентрации вещества. Период (сезон) с наибольшей средней
концентрацией вещества принимают в рассматриваемой версии за основной
(опорный). Если значение концентрации вещества в этом периоде существенно
отличается от значений концентрации в остальных периодах (сезонах), то верхнюю
доверительную границу средней концентрации вещества в основном периоде (сезоне)
принимают за предварительно рассчитанную фоновую концентрацию вещества С*ф(п)
в данной версии. За искомое значение фоновой концентрации вещества С*ф
принимают наибольшее из предварительно рассчитанных значений фоновой
концентрации вещества.
Если в
рассматриваемой версии данные в основном периоде (сезоне) отличаются от данных
в одном или нескольких периодах (сезонах) несущественно, то их объединение и
расчет С*ф(п) выполняют согласно 5.5.4.
5.6.2 При
наличии в заданном створе выделенной максимально загрязненной струи расчеты,
указанные в 5.5.3 – 5.6.1, проводятся
отдельно для данных, характеризующих содержание вещества в контрольной струе, и
данных, характеризующих его содержание в остальной массе воды водотока.
5.7 Пересчет
фоновой концентрации вещества, полученной в створе систематических гидрохимических
наблюдений, на другой расположенный ниже по течению створ водотока следует
выполнять с учетом процессов смешения и разбавления в водотоке вод боковых
притоков и сточных вод, а также процессов самоочищения воды водотока.
5.7.1 В связи с
приближенностью существующих методов и моделей количественного описания
процессов формирования химического состава речных вод для осуществления
рассматриваемого пересчета концентраций химических веществ необходимо учитывать
следующие условия.
Заданный для
расчета фоновой концентрации вещества С*ф створ
должен устанавливаться в соответствии с 4.4.
Время добегания
водных масс на участке между створом наблюдения и створом, заданным для
определения фоновой концентрации вещества, не должно превышать при расчетных
гидрологических условиях для малых и средних рек с расходом воды менее 50 м3/с
примерно двух суток (по расстоянию не более 50 км), для средних рек с расходом
не менее 50 м3с – трех суток (по расстоянию не более 100 км) и для
больших рек – пяти суток (по расстоянию не более 250 км).
При более
значительном удалении створа, заданного для определения фоновой концентрации
вещества, от створа систематических гидрохимических наблюдений необходимо
провести дополнительные наблюдения с целью получения исходной информации для
расчета фоновой концентрации вещества в соответствии с 4.4, 4.9 – 4.11.
Примечание – Не рекомендуется проводить
пересчет фоновой концентрации растворенного в воде кислорода на нижележащие
створы независимо от их местоположения.
5.7.2
Пересчет фоновой концентрации вещества для заданного створа водотока следует
проводить с использованием формул:
(18)
(19)
(20)
(21)
В формулы ( 18)-( 21)
включены обозначения:
– фоновая концентрация вещества в максимально
загрязненной струе заданного (х-го) створа водотока, мг/дм3;
– фоновая концентрация вещества в начальном
створе наблюдений, мг/дм3;
Снз – концентрация вещества, до
которой реально может происходить снижение содержания вещества в воде водотока
на рассматриваемом участке, мг/дм3;
С ст, i
– концентрация вещества в i -м выпуске сточных вод (или i -м
притоке), рассчитанная по результатам наблюдений; при рассмотрении сточных вод
значение Сст, i берется с обеспеченностью
20 % (для строящихся предприятий – по проектным данным); если расход сточных
вод непостоянен, то при выборе значения Сст, i
следует исходить из количества сбрасываемого вещества Сст, i q i (q i
– расход сточных вод в i -м выпуске), рассчитанного с
той же обеспеченностью; в устьевой части притока значение Сст, i
рассчитывается как фоновая концентрация по 5.4- 5.6;
N ст – общее количество учтенных источников вещества на
рассматриваемом участке водотока;
εст, i
– безразмерный коэффициент, учитывающий неконсервативность вещества,
поступающего в водоток через i -й выпуск сточных вод (или i-й
приток);
εф
– безразмерный коэффициент, учитывающий неконсервативность того же вещества,
используемый при повышенных концентрациях вещества в фоновом створе, т.е. при
ψi – безразмерный коэффициент,
учитывающий разбавление в водотоке вод i -го выпуска сточных вод (или
i -го притока) в максимально загрязненной струе заданного для расчета створа.
Если в исходном
для расчета створе, выделены контрольная струя с наибольшей концентрацией
рассматриваемого вещества и остальная масса воды с менее высокой концентрацией,
то при пересчете фоновой концентрации вещества на нижележащий створ в формулах
( 18)-( 21) за Сст, i
принимается концентрация вещества, полученная в струе с меньшим расходом воды.
Концентрация вещества в струе с б o льшим расходом принимается
за фоновую концентрацию вещества а сам расход в этой
струе – за расход воды в реке в исходном для расчета створе.
Значения
параметра Снз можно задавать на основании результатов
лабораторных или натурных наблюдений за самоочищением воды водотока. За Снз
можно также принять статистически обеспеченную нижнюю доверительную границу
среднего значения концентрации вещества в выделенном для расчета фоновой
концентрации вещества характерном периоде (сезоне), рассчитанную по результатам
гидрохимических наблюдений в ближайшем створе, расположенном ниже заданного для
расчета фоновой концентрации вещества створа на
незагрязненном или слабо загрязненном участке водотока.
Для определения
параметра Сст, i 20 %-й обеспеченности можно
использовать формулы
m 20% = 0,2 ( n +
1,9),
(22)
,
(23)
где m 20% – порядковый номер значения
Сст, i в ранжированном убывающем
ряду;
n – число значений Сст, i
взятых для расчета C ст(20%) ;
C ст(20%) -значение Сст, i 20 %-й обеспеченности;
Δm – дробная часть значения m 20% (например, при m 20% = 2,25 Δm = 0,25);
– разница между значениями Сст, i
которые соответствуют номерам m 20% – Δm и m 20% – Δm +1;
– значение Сст, i
в ранжированном убывающем ряду, соответствующее номеру m 20% – Δm .
5.7.3
Коэффициент ε можно использовать для расчетов только в тех случаях, когда
процессы самоочищения воды водотока от рассматриваемого химического вещества
хорошо изучены. При отсутствии надежных данных о самоочищающей способности воды
водотока принимается, что ε = 1. Следует однако иметь в виду, что если на
участке водотока между створом наблюдения и заданным створом возможно появление
дополнительного количества веществ в результате вторичного загрязнения
(например, конечным или промежуточным продуктом распада которых может быть
рассматриваемое вещество), то это условие не является достаточно “жестким”.
В случаях, вызывающих такого рода сомнения, следует провести несколько
гидрохимических съемок по длине рассматриваемого участка водотока для оценки,
по крайней мере, возможности появления случаев вторичного загрязнения. В
расчетах допускается принимать, что
(24)
где К –
суммарный коэффициент скорости самоочищения воды водотока от рассматриваемого
химического вещества1, 1/сут;
τр
– примерное время перемещения загрязненных масс воды от створа наблюдений до
заданного для расчета фоновых концентраций створа, сут.
______________
1Способы определения коэффициента K можно найти в работе [ 5].
Параметр
τр определяется по формуле
(25)
где Lp
– расстояние по фарватеру водотока между рассматриваемыми створами, м;
υ m ах
– максимальная скорость течения поды в водотоке на этом участке при расчетных
гидрологических условиях, м/с;
86400 –
коэффициент пересчета секунд в сутки.
Если между
коэффициентом скорости самоочищения воды от вещества К и расходом воды
установлена достоверная статистическая связь, то для расчета фоновой
концентрации вещества используется Кр,
определяемый по формуле
K p = K‘ – SK’,
(26)
где К p
– искомый расчетный коэффициент;
К’ – коэффициент К,
рассчитанный по уравнению регрессии для Q95%;
SK‘
– возможная погрешность определения К‘ по уравнению регрессии.
Параметр SK‘ – определяется по формуле,
аналогичной формуле ( 11).
При
значительном удалении заданного створа от створа наблюдений (τр
> 0,1-0,2 сут) параметр К’ для таких ингредиентов, как БПКполн,
нефтепродукты, СПАВ, фенолы (групповые показатели содержания в воде
органических веществ), можно определить по предварительно установленным для зимней
межени статистическим связям типа К = f (τр).
При отсутствии
надежных статистических связей типа К = f(Q) или К
= f (τр)1 для расчета фоновой концентрации
вещества берется К 80
%-й обеспеченности2, определяемый по следующим формулам:
m80% = 0,80 ( n + 0,78),
(27)
,
(28)
где m80% – порядковый номер величины Кр в ранжированном
убывающем ряду;
n – число значений К, взятых для расчета Кр;
Δm – дробная часть значения m80% (например, при m80% = 14,25 Δm = 0,25);
Δk – разница между значениями К,
которые соответствуют номерам m80% – Δm и m80% – Δm + 1.
_____________
1 Варьирование величины К в таких случаях может в большей степени
зависеть от изменения температуры воды, влияния вторичного загрязнения,
изменчивости исходного химического состава сбрасываемого со сточными водами
вещества и т. д., чем от гидродинамических характеристик.
2 Выбор указанной обеспеченности вызван необходимостью
использования гарантированных минимальных значений коэффициента К, а
самого метода – сравнительно малым числом исходных данных.
Обязательным
условием для расчета коэффициента К 80 %-й обеспеченности является
наличие измеренных значений К на рассматриваемом участке реки при низких
и высоких значениях расхода и температуры воды водотока, причем общее
количество измеренных значений К за расчетный период должно быть не
менее 10.
Кроме того, для веществ, которые могут
присутствовать как в загрязненной, так и в незагрязненной воде водотока,
необходимо иметь сведения о примерных уровнях концентраций, до которых реально
может происходить их снижение в результате химических и биохимических
процессов, т. е. сведения о параметре Снз. При отсутствии таких
сведений следует принимать, что ε = 1.
Коэффициент
εст, i определяется по формуле
(29)
где Кст, i
– суммарный коэффициент скорости самоочищения речной воды от рассматриваемого
вещества (без учета процессов разбавления вещества), сбрасываемого через i -й
выпуск (или i -й приток), 1/сут;
τст, i
– время перемещения загрязненных масс речной воды от i -го
выпуска (или i -го притока) до заданного для расчета створа, сут.
Требования к
определению и использованию величин Кст и εст
аналогичны указанным для величин Кр и εф. В
сложных ситуациях (несколько сравнительно близко расположенных выпусков сточных
вод, наличие контрольной струи в створе наблюдений и т.п.) при расчетах
допускается использование коэффициентов К, полученных в условиях
лабораторных испытаний с учетом возможных изменений температуры и значений
кратности разбавления сточной воды соответствующих выпусков (или притоков).
5.7.4
Вычисление коэффициентов ψ i в зависимости от
технических возможностей пользователя настоящих методических указаний можно
проводить как по упрощенной методике (без использования ПЭВМ), так и по более
сложной методике, предназначенной для ПЭВМ. Оба варианта расчета тем не менее
позволяют получить достаточно надежные для рассматриваемой задачи значения
ψ i .
Если при
расчетах ПЭВМ не используется, то вычисление значений коэффициента ψ i
проводят по следующим формулам1:
___________
1С теоретическими основами использованного метода расчета
разбавления сточных вод можно ознакомиться в работах [ 11- 14]
а) для
загрязненной струи речной воды в заданном створе у левого берега
(30)
(31)
б) для
загрязненной струи речной воды в заданном створе у правого берега
(32)
(33)
где
(34)
υ, Н,
В – соответственно средние значения скорости течения (м/с), глубины (м)
и ширины (м) речного потока на рассматриваемом участке1;
___________
1Если в пределах участка протяженностью Lx, i, имеются участки
реки с существенно отличающимися морфометрическими характеристиками, то для каждого
i-го источника в
качестве параметров υ, Н, В следует брать их
средневзвешенные значения с учетом длины таких участков.
Lx, i
– расстояние по фарватеру водотока от i -го источника до заданного
для расчета фоновой концентрации вещества створа, м;
q i расход воды в i-м источнике загрязняющего вещества, м3/с;
q i(л) – расход воды в i-м левобережном источнике, м3/с;
q i (пр)
– расход воды в i -м правобережном источнике, м3/с;
D у – коэффициент поперечной
дисперсии, м2/с.
Если при расчете по формулам ( 30), (33) для какого-либо источника вещества окажется, что
ψ i
менее qi/(Q+q i) (где Q – расход воды
в реке в начальном створе наблюдений; qi – расход воды в i-м
источнике), то следует принимать, что ψ i = qi/(Q+qi).
Если при расчете по формулам (31), (32) окажется, что ψ i более Q/(Q+qi),
то следует принимать, что ψ i = Q/(Q+ qi).
Далее,
используя одну из формул ( 18)-( 21), выполняют расчет значения фоновой концентрации вещества отдельно для
левобережной и правобережной струй в заданном створе водотока. За искомое
принимают наибольшее из полученных значений фоновой концентрации вещества .
При расчетах,
ориентированных на использование ПЭВМ, нужно провести ряд дополнительных
вычислений и иметь в виду следующие условия:
1)
предварительно должно быть рассчитано общее число выделяемых для расчета
вертикалей в заданном створе водотока Nв:
(35)
(35а)
где – наименьший расход
воды среди всех учитываемых источников на рассматриваемом участке реки, м3/с;
2) отсчет
местоположения всех учитываемых вертикалей и источников сброса вещества в сечении
водотока на рассматриваемом участке требуется вести от левого берега;
3) коэффициент
смешения ψ ij рассчитывается для каждого
источника в j -й вертикали заданного створа;
4) для расчета
параметра ψ ij каждый i -й
источник разбивается на определенное число условно точечных выпусков, общее
число которых для него определяется по формуле
(36)
Примечание – Все значения Ni,ст
следует округлять до целого числа.
5) расстояние в
сечении реки от левого берега до каждого условно точечного выпуска y 0, Ni вычисляется по следующим
формулам:
(37)
(37а)
где у0, i
– расстояние места i -го выпуска сточных вод от
левого берега (при выпуске непосредственно с левого берега у0, i
= 0; с правого берега – у0, i = B ),
м;
– расстояние от левого берега до первого
условно точечного выпуска i -го источника, м;
(38)
где N i
– номер очередного из N i , ст условно точечного выпуска;
(39)
где – расстояние от
левого берега до первого условно точечного выпуска i -го источника,
расположенного у правого берега, м;
(40)
(41)
Примечание – Значения параметра следует округлять до
одного знака после запятой (до десятых).
6) расход воды
в одном условно точечном выпуске вычисляется по
формуле
(42)
Расчет
параметра ψ ij выполняют по формуле
(43)
где
принимается, что ψ ij = 1, если имеет место
условие
(44)
Во всех других
случаях
(45)
Примечание – Значения параметров знака после запятой (до сотых).
Если для i -го
источника максимальное из рассчитанных по формуле (43) значений ψ i j окажется меньше qi/(Q+q i ),
то следует принять, что для этого источника все значения ψ i j = qi/(Q+q i ).
Во всех случаях
следует принимать, что ψ i j = 1, если в результате
расчетов будет выполняться одно из условий
(46)
( 47)
Далее,
используя одну из формул ( 18)-( 21), для каждой j -й вертикали рассчитывают
значение фоновой концентрации вещества. За искомое значение принимают наибольшее
из полученных значений фоновой концентрации вещества в сечении заданного створа
водотока.
5.7.5 Для
определения коэффициента поперечной дисперсии Dy используют
следующие формулы1:
___________________
Формула (48) рекомендована для расчета разбавления
сточных вод в работе [ 15].
а) при наличии
сведений о радиусе кривизны русла Rизд ниже рассматриваемого
места выпуска сточных вод (или впадения притока), рассчитанном по одной-двум
излучинам, и максимальной из средних по створам глубины на рассматриваемом
участке Н m ах
;
(48)
б) при
отсутствии сведений о величинах Rизд и Н m ах
(49)
где с –
значение коэффициента Шези;
g – ускорение свободного
падения, равное 9,8 м/с2;
М – коэффициент, зависящий от
с (при 10 < с < 60 М = 0,7с + 6; при с
≥ 60 М = 48);
К общ – поправочный множитель,
который для извилистых участков водотоков позволяет учитывать поперечную
циркуляцию в потоке и его кинематическую неоднородность (для сравнительно
прямых русел Кобщ=1);
φ –
коэффициент извилистости реки, представляющий собой отношение длины участка,
измеренной по фарватеру, к длине этого же участка, измеренной по прямой (для
определения φ можно использовать крупномасштабную карту).
Коэффициент Кобщ
вычисляют по уравнению
l g Кобщ
= 0,25γн (1 + 0,54 w) + 0,589 w – 0,356, (50)
где
(51)
(52)
Значения
коэффициента Шези определяют с использованием формулы Шези [ 16]
(53)
где I –
гидравлический уклон, %о.
Если сведения о гидравлическом уклоне отсутствуют,
коэффициент Шези вычисляют по формуле Н.Н. Павловского [ 17]
(54)
где R –
гидравлический радиус потока (для летних условий R » Н), м;
n ш – коэффициент шероховатости ложа реки, определяемый
для участков реки по таблицам 3 и 4;
m – коэффициент, который вычисляется по формуле
(55)
Таблица 3 – Значения коэффициента шероховатости n ш для открытых
русел (по М. Ф. Срибному)
Характеристика ложа |
n ш |
Реки в весьма благоприятных условиях (чистое |
0,025 |
Реки в благоприятных условиях течения |
0,030 |
Реки в сравнительно благоприятных условиях, |
0,035 |
Реки, имеющие сравнительно чистые русла, |
0,040 |
Русла больших и средних рек значительно |
0,050 |
Порожистые участки равнинных рек. |
0,067 |
Реки и поймы, весьма заросшие (со слабым |
0,080 |
Горно-водопадного типа русла с |
0,100 |
Характеристика горных рек примерно та же, |
1,133 |
Таблица 4 – Значения
коэффициента шероховатости n ш для равнинных рек (по Б.В.
Полякову)
Категория |
Характеристика рек |
nш |
I |
Реки с песчаным руслом, ровным, без |
0,020-0,023 |
II |
Реки с песчаным извилистым руслом, с |
0,023-0,033 |
III |
Пойма, заросшая кустарником или редким лесом |
0,033-0,045 |
IV |
Пойма, заросшая лесом |
0,045-0,060 |
При
расчете разбавления сточных вод в реках для зимних условий в выражения для
расчета коэффициента Dy подставляется приведенное значение
коэффициента Шези, учитывающее влияние ледяного покрова.
Значения
приведенного коэффициента Шези сзим определяют по формуле
(56)
где n зим – приведенный коэффициент
шероховатости;
R зим – приведенный гидравлический радиус потока;
у – показатель, являющийся
функцией коэффициента шероховатости и гидравлического радиуса.
Приведенный коэффициент шероховатости nзим вычисляют по формуле
(57)
где n л – коэффициент шероховатости
нижней поверхности льда, определяемый по таблице 5.
Таблица 5 – Значения
коэффициента шероховатости нижней поверхности льда n л [ 17]
№ п/п |
Число дней мосле ледостава |
n л |
1 |
До 10 |
0,150-0,050 |
2 |
10-20 |
0,100-0,040 |
3 |
20-60 |
0,050-0,030 |
4 |
60-80 |
0,040-0,015 |
5 |
80-110 |
0,025-0,010 |
Примечание – Для подпертых речных бьефов данные 1-й и |
Для
рек в зимний период можно принять, что
Rзим = 0,5Н.
(58)
Показатель у
вычисляют по формулам
(59)
(60)
5.8 В тех
случаях, когда заданный для определения створ находится выше
створа, в котором проводились систематические гидрохимические наблюдения,
расчет фоновых концентраций химических веществ можно выполнять в соответствии с
5.3- 5.6
только после проведения необходимых гидрохимических наблюдений в этом створе,
организованных с учетом 4.3- 4.12.
Если заданный
створ находится довольно близко к створу наблюдений (не далее 10 км) и выше
этих створов нет существенного поступления рассматриваемых веществ, то после
соответствующей проверки на местности и отбора нескольких контрольных проб воды
в обоих створах (с учетом времени перемещения исследуемой массы воды водотока),
в виде исключения, за фоновые концентрации веществ в заданном створе
можно принять значения , рассчитанные в створе систематических наблюдений по одному
из методов, указанных в 5.3- 5.6.
6
Порядок ответов и запросов о фоновых концентрациях химических веществ
В соответствии
с правилами [ 1] проектная
или другая заинтересованная организация, которой для нормирования сброса
сточных вод или решения других водохозяйственных вопросов необходимы сведения о
фоновых концентрациях химических веществ в определенном створе реки, может
направлять запрос в территориальное управление Росгидромета.
В запросе
обязательно указываются:
– название и
ведомственная принадлежность запрашивающей организации, ее почтовый адрес;
– причина
запроса (проектирование новых или реконструкция существующих очистных
сооружений, разработка проекта предельно допустимого сброса сточных вод,
перенесение местоположения сброса сточных вод и др.) с указанием названия
организации или предприятия, для которых требуется рассчитать фоновые
концентрации;
– название водотока
и точное местоположение на нем створов, по которым запрашиваются сведения о
фоновых концентрациях химических веществ;
– перечень
веществ, для которых нужно рассчитать фоновые концентрации.
Для повышения
полноты исходной информации для расчета фоновых концентраций веществ
заинтересованные организации могут представить в местный орган Росгидромета
вместе с запросом о фоновых концентрациях все имеющиеся в их распоряжении
собственные результаты гидрохимических наблюдений на рассматриваемом участке
водотока с указанием использованных методов химического анализа.
6.3 Фоновые
концентрации химических веществ в воде водотоков рассчитываются местными
органами Росгидромета в соответствии с настоящими методическими указаниями1.
____________
1Если по результатам наблюдений Росгидромета фоновые
концентрации были рассчитаны какой-либо другой организацией, то для их
практического использования требуется согласование с территориальным УГМС.
6.4 Сведения о фоновых
концентрациях выдаются в течение двухмесячного срока со дня получения запроса.
При
необходимости проведения дополнительных наблюдений на водном объекте сроки
выдачи сведений о фоновых концентрациях, а также вопросы финансирования
организуемых работ согласовываются организацией-заказчиком с соответствующим
территориальным органом Росгидромета.
6.5 Материалы
по расчету фоновых концентраций химических веществ оформляют по форме,
указанной в приложении А. Представляемые результаты расчета утверждаются
начальником УГМС.
Копии выданных
документов сохраняются в Гидрометфонде УГМС совместно с запросами потребителей
о фоновых концентрациях в течение шести лет.
6.6 Запросы и
ответы регистрируются в журнале, составленном по форме, указанной в приложении
Б.
Приложение А
(рекомендуемое)
Форма
представления результатов расчета фоновых концентраций химических веществ
Утверждаю
Начальник (заместитель
начальника)
территориального УГМС
личная подпись расшифровка
подписи
_________________________________
Дата_____________________________
Фоновые концентрации химических веществ
Река
_________________________________
Местоположение
створа_________________
Вещество или показатель химического |
Фоновая концентрация. мг/дм3 |
Наименьший среднемесячный расход воды года |
Период, использованный для расчета фоновой |
Примечания1 |
I |
2 |
3 |
4 |
5 |
Фоновые
концентрации веществ действительны с ___________________________200___г.
по
_________________________200___г.
Составители
___________________________________________________________________
(должность, Ф. И. О. составителей)
Дата__________________________________
Личные
подписи________________________
составителей ___________________________
1 В этой графе
рекомендуется приводить данные о , при их наличии в результатах расчета фоновых
концентраций.
Приложение Б
(рекомендуемое)
Форма заполнения
„Журнала регистрации запросов и ответов о фоновых концентрациях химических
веществ”
Дата запроса |
Дата ответа |
Кто запрашивал |
Предназначение фоновых концентраций веществ |
Река, местоположение створа |
Перечень веществ и показателей состава воды |
Период, использованный для расчета фоновых |
Ф.И.О. выполнивших расчет фоновых |
Примечания |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Приложение
В
(обязательное)
Значения
коэффициента Стьюдента tSt при
односторонней доверительной вероятности Р = 0,95
n – 1 |
t St |
n – 1 |
t St |
n – 1 |
t St |
5 |
2,02 |
20 |
1,72 |
40 |
1.68 |
6 |
1,94 |
21 |
1,72 |
42 |
1,68 |
7 |
1,90 |
22 |
1,72 |
44 |
1,68 |
8 |
1,86 |
23 |
1,71 |
46 |
1,68 |
9 |
1,83 |
24 |
1,71 |
48 |
1,68 |
10 |
1,81 |
25 |
1,71 |
50 |
1,68 |
11 |
1,80 |
26 |
1.71 |
55 |
1,67 |
12 |
1,78 |
27 |
1,70 |
60 |
1,67 |
13 |
1,77 |
28 |
1,70 |
65 |
1,67 |
14 |
1,76 |
29 |
1,70 |
70 |
1,67 |
15 |
1,75 |
30 |
1,70 |
80 |
1,66 |
16 |
1,75 |
32 |
1,69 |
90 |
1,66 |
17 |
1,74 |
34 |
1,69 |
100 |
1,66 |
18 |
1.73 |
36 |
1,69 |
120 |
1,66 |
19 |
1,73 |
38 |
1,69 |
||
Примечание – При n < 5 принимается, что t st = 1. |
Приложение
Г
(справочное)
Примеры расчетов
фоновых концентраций химических веществ в воде водотоков1
Пример Г.1 – В заданном для расчета
створе систематических гидрохимических наблюдений N реки А требуется
определить фоновую концентрацию вещества для азота аммонийного
Расчетный минимальный
расход воды в реке Q95% = 14,5 м3/с. Результаты
наблюдений приведены в таблице Г.1 и на рисунке Г.1.
_____________
1 Для возможности проведения расчетов фоновых
концентраций веществ на основе информации, выбираемой с помощью информационной
системы “Гидрохим ПК”, в ГХИ разработаны программы “ГХМ –
ФОН1” и “ГХМ – ФОН2”, эксплуатируемые в среде Windows 95/98,
Windows NT 4.0 и выше.
Таблица Г.1 – Результаты
наблюдений за содержанием азота аммонийного в створе N реки А
Дата |
Расход воды в реке, м3/с |
Содержание мг/дм3 |
Дата |
Расход воды в реке, м3/с |
Содержание мг/дм3 |
1998 г. |
1999 г. |
||||
05 II |
12,3 |
1,33 |
13 II |
35,7 |
0,12 |
13 III |
23,9 |
0,35 |
02 III |
62,5 |
0,20 |
02 IV |
48,2 |
0,05 |
06 IV |
82,0 |
0,21 |
12 V |
59,6 |
0,20 |
07 V |
83,1 |
0,04 |
06 VI |
49,1 |
0,26 |
10 VI |
60,5 |
0,28 |
09 VII |
28,8 |
0,25 |
09 VII |
28,2 |
0,50 |
12 VIII |
14,5 |
1,11 |
06 VIII |
32,3 |
0,30 |
02 IX |
16,2 |
1,34 |
04 X |
51,0 |
0,25 |
04 X |
20,5 |
0,75 |
01 XI |
45,4 |
0,42 |
14 X1 |
41,1 |
0,20 |
08 XII |
34,3 |
0,25 |
Рисунок Г.1 – Зависимость изменения содержания
азота аммонийного С от расхода воды в реке Q
В результате
статистического анализа исходных данных получено:
n = 20; r = 0,93; S св = 0,16 мг/дм3; S св / s = 0,40; t St = 1,73.
Выбранный вид
статистической связи
(Г.1)
Сравнивая
полученные данные с табличными (таблица 1), можно убедиться, что надежность
статистической связи достаточно высока.
По уравнению
(Г.1) рассчитываем значение при расчетном
минимальном расходе воды Q95 %:
По формуле ( 13) вычисляем :
Пример Г.2 – В заданном для расчета
створе М реки Б требуется определить фоновую концентрацию для химического
потребления кислорода (ХПК). Расчетный минимальный расход воды в реке Q95%
= 21,6 м3/с. Результаты наблюдений приведены в таблице Г.2 и на
рисунке Г.2.
В результате
статистического анализа исходных данных получено:
n = 36; r = 0,88; S c в
= 0,617 мг/дм3; σ = 1,28 мг/дм3; S c в /σ = 0,481; t s t = 1,69.
Выбранный вид статистической связи
Сф
= 2,276 + 0,065 Q.
(Г.2)
Поскольку
статистическая связь достоверна, а содержание ХПК при повышении расхода воды в
реке увеличивается, дополнительно рассчитаем фоновую концентрацию при среднем
многолетнем расходе воды и максимальном среднемесячном расходе воды года 5 %-й
обеспеченности, т.е. при Q ср.мн = 45,0 м3/с и Q5%
= 85,0 м3/с.
По уравнению (Г.2) находим:
С’ф =
2,276 + 0,065·21,6 = 3,68 (мг/дм3),
(мг/дм3),
(мг/дм3),
С*ф
= 3,68 + 1,28·1,69·0,617 = 5,01 (мг/дм3),
(мг/дм3),
(мг/дм3).
Таблица Г.2 – Результаты
наблюдений за содержанием химического потребления кислорода (ХПК) в створе М
реки Б
Дата |
Расход воды в реке, м3/с |
ХПК, мг/дм3 |
Дата |
Расход воды в реке, м3/с |
ХПК, мг/дм3 |
Дата |
Расход воды в реке, м3/с |
ХПК, мг/дм3 |
1997 г. |
1998 г. |
1999 г. |
||||||
09 I |
21,6 |
5,4 |
21 I |
23,1 |
4,0 |
11 I |
27,7 |
4,0 |
05 II |
25,0 |
4,5 |
25 II |
24,9 |
2,7 |
17 II |
28,2 |
4,2 |
26 III |
55,0 |
7,5 |
23 III |
58,5 |
5,3 |
22 III |
57,0 |
6,1 |
03 IV |
60,2 |
5,7 |
16 IV |
85,0 |
7,9 |
13 IV |
65,3 |
6,7 |
15 IV |
62,5 |
6,2 |
12 V |
65,0 |
6,0 |
18 V |
58,0 |
6,7 |
05 V |
53,5 |
6,1 |
03 VI |
50,0 |
5,6 |
16 VI |
35,0 |
4,7 |
11 VI |
30,0 |
4,4 |
21 VII |
28,7 |
3,9 |
19 VII |
27,5 |
3,9 |
09 VII |
33,0 |
4,3 |
05 VIII |
23,5 |
3,7 |
30 VIII |
25,6 |
4,1 |
24 VIII |
23,6 |
3,6 |
19 IX |
59,0 |
6,7 |
29 IX |
46,7 |
4,2 |
25 IX |
44,9 |
4,8 |
26 X |
64,0 |
6,5 |
27 X |
47,1 |
5,2 |
21 X |
64,9 |
6,5 |
24 XI |
25,3 |
3,6 |
17 XI |
42,5 |
4,4 |
Рисунок Г.2 – Зависимость изменения содержания
ХПК от расхода воды в реке
Пример Г.3 – В заданном для расчета
створе G реки В требуется определить фоновую концентрацию нефтепродуктов
. Расчетный минимальный расход воды в реке Q95%
= 75,3 м3/с. Результаты наблюдений приведены в таблице Г.3 и на
рисунке Г.3.
Поскольку
содержание нефтепродуктов в воде не зависит от расхода речной воды (рисунок
Г.3), обработку результатов наблюдений для определения проводим согласно 5.5. Для выяснения значимости отличия
результатов наблюдений, полученных в 1999 г., от данных 1997, 1998 гг.
используем статистический критерий u *
Из таблицы Г.4
следует: Т1 = 145,5; n 1 = n * = 12; Т2
= 154,5; n 2 = m* = 12.
По формуле ( 4)
находим величину u*:
u *
(1999/1998)
= 145,5 – 12 (12+1) / 2 = 67,5.
Таблица Г.3 – Результаты
наблюдений за содержанием нефтепродуктов в створе G реки
В
Дата |
Расход воды в реке, м3/с |
Содержание нефтепродуктов, мг/дм3 |
Дата |
Расход воды в реке, м3/с |
Содержание нефтепродуктов, мг/дм3 |
Дата |
Расход воды в реке, м3/с |
Содержание нефтепродуктов, мг/дм3 |
1997 г. |
1998 г. |
1999 г. |
||||||
09 I |
86,0 |
0,19 |
25 I |
71,7 |
0,13 |
27 I |
118,0 |
0,10 |
07 II |
86,2 |
0,07 |
20 II |
103,0 |
0,10 |
26 II |
108,0 |
0,05 |
07 III |
106,0 |
0,10 |
25 III |
212,0 |
0,08 |
25 III |
88,0 |
0,05 |
18 IV |
475,0 |
0,07 |
24 IV |
196,0 |
0,05 |
28 IV |
1645 |
0,07 |
26 V |
317,0 |
0,12 |
22 V |
1154 |
0,11 |
22 V |
408,0 |
0,07 |
26 VI |
186,0 |
0,20 |
24 VI |
192,0 |
0,05 |
26 VI |
175,0 |
0.08 |
25 VII |
89,0 |
0,10 |
23 VII |
135,0 |
0,06 |
23 VII |
90,5 |
0,13 |
15 VIII |
67,6 |
0,10 |
27 VIII |
93,5 |
0,08 |
25 VIII |
61,5 |
0,13 |
26 IX |
67,0 |
0,06 |
25 IX |
124,0 |
0,17 |
29 IX |
70.5 |
0,17 |
30 X |
11,4 |
0,15 |
28 X |
135,0 |
1.12 |
28 X |
69,5 |
0,06 |
27 XI |
86,0 |
0,07 |
25 XI |
320,0 |
0,11 |
18 XI |
75,0 |
0,09 |
26 XII |
64,4 |
0,10 |
25 XII |
99,0 |
0,10 |
16 XII |
102,0 |
0,12 |
Рисунок Г.3 – Изменение содержания
нефтепродуктов С с увеличением расхода волы в реке Q
Так как m * > 8, по формуле ( 8) определяем параметр z .
Полученное
значение z попадает в интервал -1,28 < z < 1,28, поэтому
принимаем, что отличие результатов наблюдений за 1999 и 1998 гг. незначимо.
Аналогичным
способом проверим значимость отличия данных в 1997 г. Результаты этого анализа;
Т1 = 144; n 1 = n * = 12; u *(1999/1997) = 56;
z1999/1997
= – 0,95.
Полученное
значение z попадает в интервал – 1,28 < z < 1,28, поэтому
принимаем, что отличие результатов наблюдений за 1999 и 1997 гг. незначимо.
Таблица
Г.4 – Результаты совместного ранжирования данных за 1999 и 1998 гг.
Содержание нефтепродуктов, мг/дм3 |
Ранг |
Содержание нефтепродуктов, мг/дм3 |
Ранг |
1999 г. |
1998 г. |
||
0,05 |
2,5 |
0,05 |
2,5 |
0,05 |
2,5 |
0,05 |
2,5 |
0,06 |
5,5 |
0,06 |
5,5 |
0,07 |
7,5 |
0,08 |
10,0 |
0,07 |
7,5 |
0,08 |
10,0 |
0,08 |
10,0 |
0,10 |
14,0 |
0,09 |
12,0 |
0,10 |
14,0 |
0,10 |
14,0 |
0,11 |
16,5 |
0,12 |
18,5 |
0,11 |
16,5 |
0,13 |
21,0 |
0.12 |
18,5 |
0,13 |
21,0 |
0,13 |
21,0 |
0,17 |
23,5 |
0,17 |
23,5 |
n = 12 |
Σ = 145,5 |
n = 12 |
Σ = 154,5 |
Так
как данные за 1997-1999 гг. отличаются несущественно, в дальнейшем
статистическом анализе все данные будем рассматривать совместно. Результаты
группируем помесячно в соответствии с 5.5
и для каждой выделенной градации определяем среднюю концентрацию нефтепродуктов
(таблица Г.5). В январе среднее содержание нефтепродуктов было наибольшим,
поэтому этот месяц относим к основной (опорной) градации. Используя критерий u * определим значимость
отличия основной градации от остальных. От основной градации незначимо
отличаются данные за июнь, сентябрь и октябрь (значения параметра u * больше значений параметра u T = 2,1). Данные за четыре месяца (январь, июнь,
сентябрь и октябрь) объединяем в один массив (тогда n = 12) и, используя формулы
( 1), ( 10),
( 17), получаем:
C ф(ср) = 0,12 мг/дм3;
σ = 0,05 мг/дм3; t St
= 1,80;
Таблица Г.5 – Определение концентраций нефтепродуктов по выделенным
градациям, мг/дм3
Год |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
1997 |
0,19 |
0,05 |
0,10 |
0,07 |
0,12 |
0,20 |
0,10 |
0,10 |
0,06 |
0,15 |
0,07 |
0,10 |
1998 |
0,13 |
0,10 |
0,08 |
0,05 |
0,11 |
0,05 |
0,06 |
0,08 |
0,17 |
0,12 |
0,11 |
0,10 |
1999 |
0,10 |
0,05 |
0,05 |
0,07 |
0,07 |
0,08 |
0,13 |
0,13 |
0,17 |
0,06 |
0,09 |
0,12 |
Σ |
0,42 |
0,20 |
0,23 |
0,19 |
0,30 |
0,33 |
0.29 |
0,31 |
0,40 |
0,33 |
0,27 |
0,32 |
n |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
Cф (ср ) |
0,14 |
0,07 |
0,08 |
0,06 |
0,10 |
0,11 |
0,10 |
0,10 |
0,13 |
0,11 |
0,09 |
0,11 |
Пример
Г.4 – В заданном для расчета створе В реки К требуется определить
фоновую концентрацию меди . Расчетный минимальный расход воды в реке Q95%
= 46,0 м3/с. Результаты наблюдений приведены в таблице Г.6 и на
рисунке Г.4.
Сравнение
результатов наблюдений, полученных в отдельных вертикалях, показывает, что
средняя концентрация меди у левого берега наибольшая1. Кроме того,
содержание меди в этой вертикали значимо отличается от ее содержания в средней
части сечения реки (Т1 = 456; u * = 180; z = 1,67). На
основании этих результатов принимаем, что качество воды в контрольной струе
характеризует концентрацию меди у левого берега.
____________
1Результат наблюдений, выделенный в таблице Г.6 рамкой, в
расчете не учитывался, так как принят нехарактерным (при n = 23, Cф(ср)
= 5,15 мкг/дм3; σ = 5,4 мкг/дм3; I‘ = 3,7; Iн = 2,6; I‘ > Iн).
Таблица Г.6. – Результаты наблюдений за содержанием меди в створе В
реки К
Дата |
Расход воды в реке, м3/с |
Содержание меди, мкг/дм’ |
|||
у левого берега |
на середине реки |
||||
1998 г . |
|||||
04 I |
61,6 |
1,0 |
1,5 |
||
02 II |
50,8 |
4,5 |
2,5 |
||
02 III |
46,8 |
10,0 |
1,0 |
||
10 IV |
111,0 |
5,5 |
1,0 |
||
11 V |
642,0 |
9,0 |
5,5 |
||
02 VI |
156,0 |
4,0 |
1,5 |
||
05 VII |
86,7 |
1,0 |
1,0 |
||
02 VIII |
51,8 |
6,5 |
1,0 |
||
05 IX |
75,5 |
1,0 |
4,5 |
||
04 X |
64,2 |
2,0 |
1,0 |
||
03 XI |
68,5 |
1,0 |
3,5 |
||
01 XII |
70,4 |
3,0 |
1,5 |
||
1999 г . |
|||||
04 I |
58,6 |
1,0 |
3,0 |
||
05 III |
75,3 |
6,5 |
2,0 |
||
03 IV |
301,0 |
1,0 |
2,0 |
||
07 V |
1305 |
4,5 |
1,0 |
||
05 VI |
348,0 |
7,0 |
2,0 |
||
01 VII |
191,0 |
25,0 |
3,0 |
||
06 VIII |
96,0 |
8,5 |
1,0 |
||
05 IX |
78,2 |
11,0 |
2,0 |
||
02 X |
80,0 |
3,5 |
3,5 |
||
06 XI |
98,0 |
1,0 |
2,5 |
||
03 XII |
71,6 |
1,0 |
2,0 |
||
Σ |
93,5 |
49,5 |
|||
n |
22 |
23,0 |
|||
С ф(ср) |
4,25 |
2,15 |
|||
a) у левого берега. б)
на середине реки
Рисунок
Г.4 – Изменение содержания меди C с увеличением расхода волы в реке Q
Таким образом,
для рассматриваемого сечения реки получено два ряда значений концентрации меди,
один из которых характеризует качество воды в контрольной струе, второй – в
остальной массе воды на середине реки и у правого берега. Значения концентрации
меди в выделенных массах воды не зависят от изменения расхода воды в реке
(рисунок Г.4).
Дальнейший
расчет фоновой концентрации меди проводим отдельно для
каждой из выделенных водных масс. Сопоставление результатов наблюдений по годам
показало, что данные за 1999 г. несущественно отличаются от данных за 1998 г.
как в контрольной струе (Т1 = 118; u * = 63; z = 0,16), так
и в остальной массе воды в сечении реки (Т1 = 129; u * = 51; z = -0,95). В
связи с этим далее в статистическом анализе данные за 1999 и 1998 гг. будем
рассматривать как один массив.
Для оценки
наличия существенных внутригодовых изменений содержания меди в речной воде
выделим три версии периодичности (сезонности) этих изменений в годовом цикле:
1) по
продолжительности гидрологических сезонов: весна (март-май),
лето-осень
(июнь-сентябрь),
зима
(декабрь-февраль);
2) по
продолжительности характерных наблюдаемых температур в речной воде:
первый период с
температурой менее 5 °С (ноябрь-апрель),
второй период с
температурой в пределах 5-15 °С (май-октябрь),
третий период с
температурой более 15 °С (июнь-сентябрь);
3) по
совокупному влиянию различных факторов (по визуальному анализу данных):
первый период
(март-сентябрь),
второй период
(октябрь-февраль).
Размещение
результатов наблюдений по градациям показано в таблице Г.7.
Таблица Г.7 – Распределение значений содержания меди,
полученных в контрольной струе и остальной массе речной воды, с учетом версий
выделенных градации (сезонов и периодов)
Версии и градации |
Контрольная струя |
Остальная масса речной воды |
||||
С ф i |
n |
С ф(ср) мкг /дм 3 |
С ф i |
n |
С ф(ср) мкг /дм 3 |
|
Первая версия: |
||||||
весна |
10,0; 5,5: 9,0; 6,5: |
6 |
6,08 |
1,0; 1, 0; 5,5; 2,0; 2,0; 1,0 |
6 |
2,1 |
лето-осень |
4,0; 1,0; 6,5; 1.0; |
11 |
4,2 |
1,5; 1, 0; 1,0; 4.5; 1.0; 3,5; 2,0; 3,0; 1,0; 2,0; |
12 |
2,2 |
зима |
3,0; 1,0; 4,5; 1,0; |
5 |
2,1 |
1,5; 1,5; 2,5; 3,0; 2,0 |
5 |
2,1 |
Вторая версия: |
||||||
первый период |
1,0; 3,0; 1,0; 4,5; |
11 |
3,2 |
3,5; 1, 5; 1,5; 2,5; 1,0; 1,0; 3,0; 2,0; |
11 |
2,05 |
второй период |
9,0; 2,0; 4,5; 3,5 |
4 |
4,7 |
5,5; 1,0; 1,0; 3,5 |
4 |
2,75 |
третий период |
4,0; 11,0; 1,0; 6,5; |
7 |
5,6 |
1,5; 1,0; 1,0; 4,5; |
8 |
2,0 |
Третья версия: |
||||||
первый период |
10,0: 5,5; 9,0; 4,0; |
13 |
5,8 |
1, 0; 1,0; 5,5; 1,5; 1,0; |
14 |
2,0 |
второй период |
2,0; 1,0; 3,0; 4,5; 3,5; 1,0; 1,0; 1,0; 1,0 |
9 |
2,0 |
1,0; 3,5; 1,5; 3,0; |
9 |
2,3 |
Таблица Г.8 – Результаты оценки отличия между отдельными
градациями содержания меди в речной воде
Контрольная струя |
Остальная масса речной воды |
||||||
Первая версия |
|||||||
Весна/лето-осень |
Весна/зима |
Лето-осень/весна |
Лето-осень/зима |
||||
Т 1 =64,5 |
u * =43,5 |
Т 1 =19 |
u * =4 |
Т 1 =51 |
u * =40 |
Т 1 =46 |
u * =31 |
m * =11 |
n * =6 |
m * =6 |
n * =5 |
m * =12 |
n * =6 |
m * =12 |
n * =5 |
z=1,00 |
z=-2,10 |
z=0,33 |
z =-0,05 |
||||
Вторая версия |
|||||||
Третий период/ второй период |
Третий период/ первый период |
Второй период/ первый период |
Второй период/ третий период |
||||
Т 1 =23 |
u * =13 |
Т 1 =81,5 |
u * =53,5 |
Т 1 =33,5 |
u * =32,5 |
Т 1 =28 |
u * =18 |
m * =7 |
n * =4 |
m * =11 |
n * =7 |
m * =11 |
n * =4 |
m * =8 |
n * =4 |
z=-0,32 |
z=1,31 |
z=0,13 |
z =0,25 |
||||
Третья версия |
|||||||
Первый период/второй период |
Второй период/первый период |
||||||
Т 1 =66 |
u * =21 |
Т 1 =127,5 |
u * =82,5 |
||||
m * =13 |
n * =9 |
m * =14 |
n * =9 |
||||
z=-2,53 |
z =1,20 |
Сопоставление результатов наблюдений
по выделенным градациям (таблица Г.8) показывает, что в контрольной струе по
первой версии следует объединить в один основной массив данные за период
весна/лето-осень; по второй версии – за третий и второй периоды; по третьей
версии для расчета предварительного значения фоновой концентрации вещества первый опорный период
принимается за основной. Для остальной массы воды в сечении реки ни по одной из
версий сезонности значимых отличий между выделенными градациями не обнаружено,
поэтому все данные по содержанию меди в этой массе воды будем рассматривать как
единый массив.
По первой
версии сезонности получим
по второй
версии сезонности –
по третьей
версии сезонности –
За фоновую
концентрацию вещества принимаем
концентрацию меди, равную 7,5 мкг/дм3.
Для остальной
массы речной воды в сечении реки получим:
Пример Г.5 – Требуется определить для меди в заданном
для расчета створе G реки К. В створе G систематические
гидрохимические наблюдения не проводились. На 10 км выше створа G
расположен створ L, где систематически проводятся наблюдения за
качеством воды. Минимальный среднемесячный расход воды года 95 %-й
обеспеченности в створе G Q1 = 46,0 м3/с. Этому
расходу соответствует средняя скорость течения воды υ = 0,25 м/с,
средняя глубина реки Н = 1,81 м и ширина реки В = 103 м.
Значения концентрации меди в створе L
составляют в контрольной струе 7,5 мкг/дм3, в остальной массе воды –
2,6 мкг/дм3 (расчет указанных значений меди приведен в примере Г.4). Контрольная струя в створе L
по ширине составляет примерно 34 м и имеет расход воды 15,3 м3/с.
Ширина остальной массы речной воды – 69 м и расход этой массы воды – 30,7 м3/с.
Извилистость русла реки К на рассматриваемом
участке составляет φ = 1,2, гидравлический уклон I = 0,012 %о. На 4 км ниже створа L
в реку с левого берега впадает приток Т, а на 7 км ниже с правого берега
поступают сточные воды (рисунок Г.5). Для устьевой части притока Т фоновое
значение концентрации меди равно 4,2 мкг/дм3, расход воды – 15 м3/с.
Коэффициент самоочищения речной воды от меди на рассматриваемом участке при Р
= 80 % составляет Кр = Кст = 0,61 1/сут. Параметр Снз
равен 1 мкг/дм3. Ниже впадения притока Т расчетные параметры русла
реки составляют: Q2 = 68,1 м3/с; υ =
0,27 м/с; Н = 2,36 м; В = 108 м; I = 0,012
%о.
Учитывая исходные данные, контрольную струю в створе
L принимаем за условный (первый) выпуск сточных вод, а остальную массу
речной воды за исходный расход речной воды (рисунок Г.5).
По формулам ( 53), ( 49)
рассчитаем параметры с и Dy на участке реки до и ниже
впадения притока Т:
Рисунок Г.5. – Схема рассматриваемого участка
реки К
На участке реки
К от створа L до створа G протяженностью 10 км средневзвешенные
значения параметров υ, Н, В, с, Dy
составят:
Рассчитаем по
формулам ( 34), ( 30),
( 31) параметры x i
и ψ i для левобережной струи водных масс в створе G:
Для
правобережной струи в створе G, используя формулы ( 32), ( 33), получим:
Далее для
расчетов за фоновую концентрацию вещества принимаем значение, полученное в створе L для массы
воды за пределами контрольной струи: = 2,6 мкг/дм3.
Поскольку Снз < , расчеты проведем по формуле ( 20). Параметр для левобережной
струи в створе G составит1:
_________
1Так как для правобережного выпуска сточных вод в
левобережной струе в створе G параметр ψз(л) составил
0,0000, данные по этому выпуску не включены в расчет по формуле ( 20).
= 1,992 + 0,234 + 3,265 +
1,358 = 6,8 (мкг/дм3).
Для правобережной струи в створе G
аналогичный параметр будет равен:
=
1,992 + 0,234 + 0,001 + 0 +1,649 = 3,9 (мкг/дм3).
В качестве
искомой фоновой концентрации меди в воде реки К в створе G принимаем = 6,8 мкг/дм3.
Пример Г.61 – Требуется определить для СПАВ в створе М
реки Н. В створе М наблюдения не проводились. На 864 м выше
створа М расположен створ А, где систематически проводятся
наблюдения за химическим составом речной воды. На 364 м выше створа М в
реку Н впадает приток П. Данные по реке Н в створе А: = 0 мкг/дм3;
Q1 = 101,4 м3/c. Ниже впадения притока П данные по
реке Н составляют: Q2 = 152 м3/с, υ = 2,42
м/с, Н = 2,37 м, В = 26,5 м, nш = 0,043, φ = 1. Исходные
данные по притоку П: q = 50,6 м3/с, Сст =
100 мкг/дм3.
_____________
1Исходные данные для примера были взяты из работы [ 15]
(с. 130, пример 1) для иллюстрации сходимости расчетов смешения и разбавления
сточных вод по методу ГГИ и по методу, использованному в настоящих методических
указаниях.
Контрольные
результаты расчета в створе М на
ПЭВМ с использованием программы “ГХМ – ФОН2”, разработанной в
соответствии с указаниями 5.7.2, 5.7.4, составили:
максимальное
значение 94 мкг/дм3;
минимальное
значение 0 мкг/дм3;
в 10 м от
берега со стороны выпуска сточных вод 40 мкг/дм3;
в 12 м от
берега со стороны выпуска сточных вод 25 мкг/дм3;
в 20 м от
берега со стороны выпуска сточных вод 1 мкг/дм3.
В качестве
искомой фоновой концентрации СПАВ в воде реки Н в створе М принимаем = 94 мкг/дм3.
Приложение
Д
(справочное)
Библиография
1
Правила охраны поверхностных вод (типовые положения) / Госкомприрода СССР. –
М.,1991.-34с.
2
СН 435-72. Указания по определению расчетных гидрологических характеристик.
3
РД 52.24.309-92. Методические указания. Охрана природы. Гидросфера. Организация
и проведение режимных наблюдений за загрязнением поверхностных вод суши на сети
Роскомгидромета.
4
Р 52.24.353-94 Рекомендации. Отбор проб поверхностных вод суши и очищенных сточных
вод. – М., 1995. – 28 с.
5
Справочник по гидрохимии. – Л.: Гидрометеоиздат, 1989. – 391 с.
6
Химмельблау Д. Анализ процессов статистическими методами. – М.:Мир, 1973. – 957
с.
7
Плохинский Г.А. Биометрия. – М; Изд-во МГУ, 1970. – 367 с.
8
Уланова Е.С., Сиротенко О.Д. Методы статистического анализа в агрометеорологии.
-Л.: Гидрометеоиздат, 1968. – 156 с.
9
Клименко О.А., Тарасов М.Н. Временные методические рекомендации по оперативному
прогнозированию загрязненности рек. – Л.: Гидрометеоиздат, 1981. – 103 с.
10
Тарасов М.Н., Клименко О.А. и др. Вопросы исследования и прогнозирования
загрязненности рек // Гидрохимические материалы. – 1977. – Т. 67. – 114 с.
11
Кондюрина Т.А., Филькин Г.В., Степанов П.М. Распределение концентраций в потоке
// Методы системного анализа в управлении водохозяйственными системами. –
Новочеркасск, 1979. – С. 149-152.
12
Кондюрина Т.А., Филькин Г.В. К вопросу о теоретическом решении распространения
примеси и потоке // Тр. Грузинского с.-х. ин-та. – 1981.-Т. 12. – С. 96-100.
13
Филькин Г.В., Медведева Л.Д. Поле концентраций, создаваемое линейным выпуском /
Гидрохимический институт. – Новочеркасск, 1985. – 6 с. – Деп. в ВИНИТИ, №
3949-85.
14
Кондюрина Т.А., Филькин Г.В. Математическая модель процессов смешения сточных
вод в водотоках // Тр. Южгипроводхоза. – Ростов-на-Дону, 1990.-С. 136-140.
15
Методические основы оценки антропогенного влияния на качество поверхностных вод
/ Под ред. А.В. Караушева. – Л.: Гидрометеоиздат, 1981. – С. 42-44.
16
Чугаев Р.Р. Гидравлика.-Л.: Энергоиздат, 1982. – С. 176-178.
17
Справочник проектировщика. Канализация населенных мест и промышленных
предприятий. – М.: Стройиздат, 1981. – С. 32-40.
Лист регистрации
изменений РД 52.24.622-2001
Номер измене ния |
Номер страницы |
Номер |
Подпись |
Дата |
||||
Изменен ной |
заменен ной |
новой |
аннулированной |
внесения измене ния |
введения измене ния |
|||
ОНД-86
ОБЩЕСОЮЗНЫЙ НОРМАТИВНЫЙ ДОКУМЕНТ
МЕТОДИКА РАСЧЕТА КОНЦЕНТРАЦИЙ
В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ,
СОДЕРЖАЩИХСЯ В ВЫБРОСАХ ПРЕДПРИЯТИЙ
Дата введения 1987-01-01
РАЗРАБОТАНА ордена Трудового Красного Знамени Главной геофизической обсерваторией им. А.И.Воейкова Госкомгидромета (научный руководитель д-р физ.-мат. наук, проф. М.Е.Берлянд; ответственные исполнители – канд. физ.-мат. наук Е.Л.Генихович, канд. физ.-мат. наук Р.И.Оникул; исполнители – канд. геогр. наук Н.С.Буренин, канд. геогр. наук Б.Б.Горошко, канд. физ.-мат. наук И.М.Зражевский, д-р геогр. наук Э.Ю.Безуглая, канд. техн. наук И.Ш.Вольберг, канд. физ.-мат. наук И.Г.Грачева, канд. физ.-мат. наук В.С.Елисеев, канд. физ.-мат. наук Л.Г.Хуршудян, А.М.Царев, канд. физ.-мат. наук С.С.Чичерин, М.Н.Зашихин, Я.С.Канчан, М.И.Коновалов, Т.А.Кузьмина, А.С.Кулик, А.А.Павленко, Г.А.Панфилова, Б.Н.Пьянцев, Г.П.Расторгуева, 3.Г.Тульчинская, Е.Н.Филатова, А.М.Царев) с использованием результатов разработок МНИИГ им. Ф.Ф.Эрисмана Минздрава РСФСР (ответственный исполнитель д-р мед. наук Р.С.Гильденскиольд), ЦОЛИУВ Минздрава СССР (ответственный исполнитель д-р мед. наук, проф. К.А.Буштуева), ИПГ Госкомгидромета (ответственные исполнители д-р техн. наук, проф. Е.Н.Теверовский, О.П.Тищенко); ИЭМ Госкомгидромета (ответственный исполнитель канд. физ.-мат. наук Е.К.Гаргер), треста “Энергоцветметгазоочистка” Минцветмета СССР (ответственный исполнитель Г.Г.Величкo); Гипромеза Минчермета СССР (ответственный исполнитель канд. техн. наук В.Н.Шаприцкий); ЦНИИпромзданий Госстроя СССР (ответственный исполнитель 3.И.Константинова); МЭИ Минвуза СССР (ответственный исполнитель д-р техн. наук, проф. Э.П.Волков); ВТИ Минэнерго (ответственный исполнитель д-р техн. наук Л.И.Кропп); БелВНИПИЭнергопрома Минэнерго (ответственный исполнитель д-р техн. наук, проф. А.К.Внуков); Института механики МГУ Минвуза РСФСР (ответственный исполнитель канд. физ.-мат. наук Г.Е.Худяков); ЛИСИ Минвуза РСФСР (ответственный исполнитель д-р техн. наук, проф. А.А.Гусев).
Приложениями к настоящему ОНД, издаваемыми отдельно, являются согласованные с Госкомгидрометом и Госстроем СССР рекомендательные и справочные материалы по методическим вопросам расчета концентрации вредных веществ в атмосфере. Приложением к ОНД являются также разрабатываемые модификации унифицированной программы расчета загрязнения атмосферы (УПРЗА) для различных ЭВМ, согласованные с Главной геофизической обсерваторией им. А.И.Воейкова.
ВНЕСЕНА Управлением наблюдений и контроля загрязнения природной среды Госкомгидромета
СОГЛАСОВАНА
Госстроем СССР 7 января 1986 г. N ДП-76-1
Минздравом СССР 7 февраля 1986 г. N 04-4/259-4
УТВЕРЖДЕНА Председателем Государственного комитета СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды 4 августа 1986 г. N 192
ВЗАМЕН СН 369-74
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящие нормы устанавливают методику расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. Нормы должны соблюдаться при проектировании предприятий, а также при нормировании выбросов в атмосферу реконструируемых и действующих предприятий.
1.2. Нормы предназначены для расчета приземных концентраций в двухметровом слое над поверхностью земли, а также вертикального распределения концентраций.
Степень опасности загрязнения атмосферного воздуха характеризуется наибольшим рассчитанным значением концентрации, соответствующим неблагоприятным метеорологическим условиям, в том числе опасной скорости ветра. Нормы не распространяются на расчет концентраций на дальних (более 100 км) расстояниях от источников выброса.
1.5. Расчет концентрации вредных веществ, претерпевающих полностью или частично химические превращения (трансформацию) в более вредные вещества, проводится по каждому исходному и образующемуся веществу отдельно. При этом мощность источников для каждого вещества устанавливается с учетом максимально возможной трансформации исходных веществ в более токсичные. Степень указанной трансформации устанавливается по согласованию с Госкомгидрометом и Минздравом СССР.
1.6. Расчетами определяются разовые концентрации, относящиеся к 20-30-минутному интервалу осреднения.
2. РАСЧЕТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ВЫБРОСАМИ
ОДИНОЧНОГО ИСТОЧНИКА
2.2. Значение коэффициента , соответствующее неблагоприятным метеорологическим условиям, при которых концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе максимальна, принимается равным:
-
а) 250 – для районов Средней Азии южнее 40°с.ш., Бурятской АССР и Читинской области;
-
б) 200 – для Европейской территории СССР: для районов РСФСР южнее 50° с. ш., для остальных районов Нижнего Поволжья, Кавказа, Молдавии; для Азиатской территории СССР: для Казахстана, Дальнего Востока и остальной территории Сибири и Средней Азии;
-
в) 180 – для Европейской территории СССР и Урала от 50 до 52°с.ш. за исключением попадающих в эту зону перечисленных выше районов и Украины;
-
г) 160 – для Европейской территории СССР и Урала севернее 52°с.ш. (за исключением Центра ETC), а также для Украины (для расположенных на Украине источников высотой менее 200 м в зоне от 50 до 52°с.ш. – 180, а южнее 50°с.ш. – 200);
-
д) 140 – для Московской, Тульской, Рязанской, Владимирской, Калужской, Ивановской областей.
Примечание.
Для других территорий значения коэффициента должны приниматься соответствующими значениям коэффициента для районов СССР со сходными климатическими условиями турбулентного обмена.
2.3. Значения мощности выброса (г/с) и расхода газовоздушной смеси (м/с) при проектировании предприятий определяются расчетом в технологической части проекта или принимаются в соответствии с действующими для данного производства (процесса) нормативами. В расчете принимаются сочетания и , реально имеющие место в течение года при установленных (обычных) условиях эксплуатации предприятия, при которых достигается максимальное значение .
Примечания.
-
1. Значение следует относить к 20-30-минутному периоду осреднения, в том числе и в случаях, когда продолжительность выброса менее 20 мин.
-
2. Расчеты концентраций, как правило, проводятся по тем веществам, выбросы которых удовлетворяют требованиям п.5.21.
2.4. При определении значения (°С) следует принимать температуру окружающего атмосферного воздуха (°С), равной средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца года по СНиП 2.01.01-82, а температуру выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси (°С) – по действующим для данного производства технологическим нормативам.
Примечания.
-
1. Для котельных, работающих по отопительному графику, допускается при расчетах принимать значения равными средним температурам наружного воздуха за самый холодный месяц по СНиП 2.01.01-82.
-
2. При отсутствии данных по в СНиП 2.01.01-82 они запрашиваются в территориальном управлении Госкомгидромета (УГКС) по месту расположения предприятия.
2.5. Значение безразмерного коэффициента принимается:
-
а) для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей (пыли, золы и т.п., скорость упорядоченного оседания которых практически равна нулю) – 1;
-
б) для мелкодисперсных аэрозолей (кроме указанных в п.2.5а) при среднем эксплуатационном коэффициенте очистки выбросов не менее 90% – 2; от 75 до 90% – 2,5; менее 75 % и при отсутствии очистки – 3.
Примечания.
-
1. При наличии данных о распределении на выбросе частиц аэрозолей по размерам определяются диаметр , так что масса всех частиц диаметром больше составляет 5% общей массы частиц, и соответствующая скорость оседания (м/с). Значение коэффициента устанавливается в зависимости от безразмерного отношения , где – опасная скорость ветра (см. п.2.9). При этом =1 в случае и =1,5 в случае . Для остальных значений коэффициент устанавливается согласно
-
п.2.5б.
-
2. Вне зависимости от эффективности очистки значение коэффициента принимается равным 3 при расчетах концентраций пыли в атмосферном воздухе для производств, в которых содержание водяного пара в выбросах достаточно для того, чтобы в течение всего года наблюдалась его интенсивная конденсация сразу же после выхода в атмосферу, а также коагуляция влажных пылевых частиц (например, при производстве глинозема мокрым способом).
2.6. Значения коэффициентов и определяются в зависимости от параметров , , и :
(2.3)
(2.4)
(2.5)
(2.6)
Коэффициент определяется в зависимости от по рис.2.1 или по формулам:
при 100; (2.7а)
при 100. (2.7б)
Рис.2.1
Рис.2.2
Для значение коэффициента вычисляется при .
Коэффициент при определяется в зависимости от по рис.2.2 или формулам
при ; (2.8а)
при ; (2.8б)
при . (2.8в)
При или коэффициент вычисляется по п.2.7.
2.7. Для (или ) и (холодные выбросы) при расчете вместо формулы (2.1) используется формула
, (2.9)
где
(2.10)
причем определяется по формулам (2.8а)-(2.8в) при .
Аналогично при и или и (случаи предельно малых опасных скоростей ветра) расчет вместо (2.1) производится по формуле
(2.11)
где
при , ; (2.12а)
при , . (2.12б)
Примечание.
Формулы (2.9), (2.11) являются частными случаями общей формулы (2.1).
2.9. Значение опасной скорости (м/с) на уровне флюгера (обычно 10 м от уровня земли), при которой достигается наибольшее значение приземной концентрации вредных веществ , в случае <100 определяется по формулам:
при ; (2.16а)
при ; (2.16б)
при . (2.16в)
При или значение вычисляется по формулам:
при ; (2.17а)
при ; (2.17б)
при . (2.17в)
Рис.2.3
2.10. Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества (мг/м) при неблагоприятных метеорологических условиях и скорости ветра (м/с), отличающейся от опасной скорости ветра (м/с), определяется по формуле
, (2.18)
где – безразмерная величина, определяемая в зависимости от отношения по рис.2.3 или по формулам:
при ; (2.19a)
при . (2.19б)
Примечание.
При проведении расчетов не используются значения скорости ветра <0,5 м/с, а также скорости ветра , где – значение скорости ветра, превышаемое в данной местности в среднем многолетнем режиме в 5% случаев. Это значение запрашивается в УГКС Госкомгидромета, на территории которого располагается предприятие, или определяется по климатическому справочнику.
2.13. Значение приземной концентрации вредных веществ в атмосфере (мг/м) на расстоянии (м) по перпендикуляру к оси факела выброса определяется по формуле
, (2.25)
Рис.2.4
где – коэффициент, определяемый в зависимости от скорости ветра (м/с) и отношения по значению аргумента :
при ; (2.26а)
при , (2.26б)
по рис.2.6 или по формуле
. (2.27)
Рис.2.5
Рис.2.6
2.14. Максимальная концентрация (мг/м ), достигающаяся на расстоянии от источника выброса на оси факела при скорости ветра , определяется по формуле
, (2.28)
где безразмерный коэффициент находится в зависимости от отношения по рис.2.7 или по формулам:
при ; (2.29a)
при ; (2.29б)
при ; (2.29в)
при ; ; (2.29г)
при ; ; (2.29д)
при ; ; (2.29е)
при ; . (2.29ж)
Рис.2.7
Скорость ветра при этом рассчитывается по формуле
, (2.30)
где безразмерный коэффициент определяется в зависимости от отношения по рис.2.8 или по формулам:
при ; (2.31а)
при ; (2.31б)
при ; (2.31в)
при . (2.31г)
Примечание.
Если рассчитанная по формуле (2.30) скорость ветра <0,5 м/с или (см. п.2.10), то величина определяется как максимальное значение из концентраций на расстоянии , рассчитанных при трех скоростях ветра: 0,5 м/с, , ; соответствующая скорость ветра принимается за .
Рис.2.8
2.15. Расчеты распределения концентраций (мг/м) на разных высотах (м) над подстилающей поверхностью при производятся по формуле
. (2.32)
Значения , и вычисляются согласно п.2.1, 2.7, 2.10 и 2.13, а коэффициент определяется в зависимости от параметров и по рис.2.9 или по формулам:
при ; (2.33а)
при . (2.33б)
Здесь
; (2.34)
; (2.35)
при ; (2.36а)
при . (2.36б)
При коэффициент вычисляется по формуле (2.36а) при ; при <0,5 или <0,5 соответственно в (2.36а) и (2.36б) принимается =0,5 или =0,5.
Рис.2.9
Опасная скорость ветра (м/с) на уровне флюгера, при которой на высоте достигается максимальная концентрация, определяется по формуле
. (2.37)
Коэффициент определяется в зависимости от по рис.2.10.
Рис.2.10
2.16. Расчеты загрязнения атмосферы при выбросах газовоздушной смеси из источника с прямоугольным устьем (шахты) производятся по приведенным выше формулам при средней скорости и значениях (м) и (м /c).
Средняя скорость выхода в атмосферу газовоздушной смеси (м/с) определяется по формуле
, (2.38)
где (м) – длина устья; (м) – ширина устья.
Эффективный диаметр устья (м) определяется по формуле
. (2.39)
Эффективный расход выходящей в атмосферу в единицу времени газовоздушной смеси (м/с) определяется по формуле
. (2.40)
Примечание.
Для источников с квадратным устьем () эффективный диаметр равняется длине стороны квадрата. В остальном расчет рассеивания вредных веществ производится как для выбросов из источника с круглым устьем.
2.17. Решение обратных задач* по определению мощности выброса и высоты , соответствующих заданному уровню максимальной приземной концентрации при прочих фиксированных параметрах выброса, находится следующим образом.
________________
* Формулы п.2.1-2.16 предназначенны для решения прямой задачи расчета концентрации по заданным параметрам источника.
Мощность выброса (г/с), соответствующая заданному значению максимальной концентрации (мг/м), определяется по формуле
. (2.41)
В случае или
. (2.42)
Высота источника , соответствующая заданному значению , в случае определяется по формуле
. (2.43)
Если вычисленному по формуле (2.43) значению соответствует <2 м/с, то уточняется методом последовательных приближений по формуле
, (2.44)
где и – значения определенного по рис.2.2 или по формулам (2.8) коэффициента , полученные соответственно по значениям и (при в формуле (2.44) принимается , а значение определяется по (2.43)).
Формулы (2.43), (2.44) используются также для определения при . Если при этом выполняется условие , то найденное является точным. Если же , то для определения предварительного значения высоты используется формула
. (2.45)
По найденному значению определяются на основании формул (2.3)-(2.6) величины , , и и устанавливается в первом приближении произведение коэффициентов и . Дальнейшие уточнения значения выполняются по формуле
, (2.46)
где , соответствуют , a , (при =1 принимается , а определяется по (2.45)).
Примечани
я.
1. Уточнение значения по формулам (2.44) и (2.46) производится до тех пор, пока два последовательно найденных значения ( и ) будут различаться менее чем на 1 м.
2. При одновременной необходимости учета влияния рельефа местности и застройки в формулах (2.41)-(2.43) и (2.45) за величину принимается произведение поправок к максимальной концентрации на рельеф и застройку, определенных согласно разделу 4 и Приложению 2.
2.18. В случае выбросов в атмосферу, обусловленных сжиганием топлива, при фиксированных высоте и диаметре устья трубы соответствующий расход топлива (т/ч) определяется по формуле
, (2.47)
где (г/кг) – количество выбрасываемого в атмосферу вредного вещества на единицу массы топлива (в необходимых случаях с учетом пылегазоочистки); (м/кг) – расход газовоздушной смеси, выделяющейся на единицу массы топлив
а.
2.20. При полной нагрузке оборудования средняя концентрация (г/м) в устье источника, равная
, (2.48)
определяется по формулам:
при , (2.49а)
при или , (2.49б)
где (мг/м) – соответствующая максимальная приземная концентрация.
3. РАСЧЕТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ВЫБРОСАМИ ЛИНЕЙНОГО ИСТОЧНИКА
3.1. При расчете рассеивания выбросов от линейного источника длиной наибольшая концентрация вредной примеси достигается в случае ветра вдоль источника на расстоянии от проекции его центра на земную поверхность. При рассмотрении аэрационного фонаря (рис.3.1) как линейного источника значения (мг/м) и расстояния (м) определяются по формулам:
; (3.1)
. (3.2)
Рис.3.2
Опасная скорость ветра определяется по формуле
. (3.6)
3.2. Распределение концентраций вредных веществ на расстоянии от центра аэрационного фонаря при ветре, направленном вдоль или поперек фонаря, рассчитывается по формулам Приложения 1.
3.3. При произвольном направлении ветра по отношению к линейному источнику типа аэрационного фонаря этот источник условно представляется в виде группы одинаковых равноудаленных точечных источников. Для каждого из этих одиночных источников значения максимальной концентрации вредной примеси и соответствующих ей расстояния и опасной скорости определяются как
, (3.7)
. (3.8)
Примечание.
Расчеты концентраций по формулам данного раздела производятся для расстояний от производственного корпуса, больших . Для расстояний, меньших , необходимо учитывать влияние здания, на котором расположен фонарь, в соответствии с формулами Приложения 2.
3.4. Число одинаковых равноудаленных одиночных источников , на которое делится аэрационный фонарь при расчетах, определяется (с округлением до ближайшего большего целого числа) по формуле
, (3.9)
где (м) – наименьшее расстояние от аэрационного фонаря до расчетной точки на местности, – расчетная скорость ветра.
Примечания.
-
1. С увеличением протяженности аэрационного фонаря увеличивается, но, как правило, достаточно принимать не более 10.
-
2. При расчетах загрязнения атмосферы для скорости ветра , не равной , для каждого из одиночных источников значение максимальной концентрации вредных веществ (мг/м) определяется по формуле
, (3.10)
а соответствующее расстояние (м) – по формуле
. (3.11)
Здесь и – безразмерные коэффициенты, определяемые в соответствии с п.2.10 и 2.11 по значению отношения .
4. УЧЕТ ВЛИЯНИЯ РЕЛЬЕФА МЕСТНОСТИ ПРИ РАСЧЕТЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ
4.1. Влияние рельефа местности на значение максимальной приземной концентрации от одиночного точечного источника учитывается безразмерным коэффициентом в формулах (2.1), (2.9), (2.11). Значение устанавливается на основе анализа картографического материала, освещающего рельеф местности в радиусе до 50 высот наиболее высокого из размещаемых на промплощадке источника, но не менее чем до 2 км.
4.2. Если в окрестности рассматриваемого источника выбросов (предприятия) можно выделить отдельные изолированные препятствия, вытянутые в одном направлении (гряду, гребень, ложбину, уступ), то поправочный коэффициент на рельеф определяется по формуле
, (4.1)
где определяется по табл.4.1 в зависимости от форм рельефа, сечения которых представлены на рис.4.1, и безразмерных величин и ( определяется с точностью до десятых, a – с точностью до целых). Здесь – высота источника, – высота (глубина) препятствия, – полуширина гряды, холма, ложбины или протяженность бокового склона уступа, – расстояние от середины препятствия в случае гряды или ложбины и от верхней кромки склона в случае уступа до источника, как указано на рис.4.1. Значение функции определяется в зависимости от отношения по графикам (см. рис.4.1), соответствующим различным формам рельефа. Если источник расположен на верхнем плато уступа, в качестве аргумента функции вместо принимается .
Таблица 4.1
Ложбина (впадина) |
Уступ |
Гряда (холм) |
||||||||||||
4-5 |
6-9 |
10-15 |
16-20 |
4-5 |
6-9 |
10-15 |
16-20 |
4-5 |
6-9 |
10-15 |
16-20 |
|||
<0,5 |
4,0 |
2,0 |
1,6 |
1,3 |
3,5 |
1,8 |
1,5 |
1,2 |
3,0 |
1,5 |
1,4 |
1,2 |
||
0,6-1 |
3,0 |
1,6 |
1,5 |
1,2 |
2,7 |
1,5 |
1,3 |
1,2 |
2,2 |
1,4 |
1,3 |
1,0 |
||
1,1-2,9 |
1,8 |
1,5 |
1,4 |
1,1 |
1,6 |
1,4 |
1,2 |
1,1 |
1,4 |
1,3 |
1,2 |
1,0 |
||
3-5 |
1,4 |
1,3 |
1,2 |
1,0 |
1,3 |
1,2 |
1,1 |
1,0 |
1,2 |
1,2 |
1,1 |
1,0 |
||
>5 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
Рис.4.1
Если препятствия представляют собой гряды (ложбины), вытянутые в одном направлении, значения и определяются для поперечного сечения, перпендикулярного этому направлению. Если изолированное препятствие представляет собой отдельный холм (впадину), то выбирается соответствующим максимальной (минимальной) отметке препятствия, a – максимальной крутизне склона, обращенного к источнику.
Для источников выброса, расположенных в зоне влияния нескольких изолированных препятствий, определяются значения для каждого препятствия и используется максимальное из них.
Примечание.
В случае более сложного рельефа местности или перепадов высот более 250 м на 1 км за указаниями по учету рельефа следует обращаться в территориальные органы Госкомгидромета или в Главную геофизическую обсерваторию им. А.И.Воейкова, приложив к запросу соответствующий картографический материал.
4.3. Учет влияния рельефа местности при определении расстояния, где достигается максимум приземной концентрации, осуществляется путем умножения коэффициента в формуле (2.13) на отношение .
4.5. Расчет загрязнения воздуха на промплощадке с учетом влияния рельефа местности проводится в соответствии с рекомендациями Приложения 2. При этом значения и определяются по п.4.1-4.4, а безразмерный коэффициент – с учетом рекомендаций п.4.4.
4.6. В районах, где может происходить длительный застой примеси при сочетании слабых ветров с температурными инверсиями (например, в глубоких котловинах, в районах частого образования туманов, в том числе ниже плотин гидроэлектростанций и вблизи прудов-охладителей электростанций в районах с суровой зимой, а также в районах возможного возникновения смогов), не следует размещать промышленные предприятия с выбросами вредных веществ; при необходимости строительства в таких районах следует принимать дополнительные меры по охране воздушного бассейна от загрязнения, согласованные с Госкомгидрометом и Минздравом СССР.
5. РАСЧЕТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ВЫБРОСАМИ ГРУППЫ ИСТОЧНИКОВ И
ПЛОЩАДНЫХ ИСТОЧНИКОВ
5.1. Приземная концентрация вредных веществ (мг/м) в любой точке местности при наличии источников определяется как сумма концентраций веществ от отдельных источников при заданных направлении и скорости ветра.
, (5.1)
где – концентрации вредного вещества соответственно от первого, второго, -го источников, расположенных с наветренной стороны при рассматриваемом направлении ветра.
Примечания.
-
1. При проектировании предприятий, зданий и сооружений следует предусматривать минимальное число источников выброса вредных веществ в атмосферу, объединяя удаляемые вещества от ряда источников их выделения в одну трубу, шахту и т.п.
-
2. Учет влияния рельефа местности и застройки в случае необходимости осуществляется в соответствии с рекомендациями раздела 4 и Приложения 2.
-
3. В необходимых случаях, когда известно, что имеются неучтенные (фоновые) источники выброса того же вредного вещества или веществ, обладающих с ним эффектом суммации (другие предприятия города, промрайона, транспорт, отопление и т.п.), в правой части (5.1) добавляется слагаемое , характеризующее фоновое загрязнение от неучтенных источников.
-
4. Если рассчитанная по формуле (5 1) концентрация удовлетворяет неравенству , где
, (5.2)
a (г/с) и (м/c) – мощность выброса и расход газовоздушной смеси -го источника, то вместо (5.1) при расчете приземной концентрации используется формула
. (5.3)
-
5. Как и для одиночного источника, при расчетах приземных концентраций выбросами группы источников принимается наиболее неблагоприятное сочетание значений и , реально осуществляющееся на всех рассматриваемых источниках одновременно.
5.2. В целях ускорения и упрощения расчетов количество рассматриваемых источников выброса сокращается путем их объединения (особенно мелких источников) в отдельные условные источники. Способ установления источников, подлежащих объединению, и определения их параметров выброса, изложенный в п.5.4, обеспечивает относительную погрешность расчетных концентраций, удовлетворяющую условию
. (5.4)
5.3. В случае использования машинного (ориентированного на применение ЭВМ) алгоритма объединения группы из точечных источников значения , , , а также координаты размещения , для условного источника, заменяющего объединяемую группу, определяются по формулам:
; (5.5)
; (5.6)
; (5.7)
; (5.8)
. (5.9)
Здесь, как и выше, индексом при величинах , , , , обозначены отдельные источники, объединяемые в группу.
5.4. Если рассматриваются мелкие источники, для каждого из которых выполняется хотя бы одно из условий:
, (5.10)
, (5.11)
то объединение таких источников осуществляется при одновременном выполнении условий:
, (5.12)
, (5.13)
, (5.14)
где (м) – минимальное расстояние от объединяемых источников до узлов расчетной сетки точек; (м) – максимальное расстояние между двумя из объединяемых источников; (м) и (м/с) – соответственно максимальные отклонения величин от и от .
Если условия (5.10) и (5.11) одновременно не выполнены, то объединение таких источников осуществляется при одновременном выполнении условий:
, (5.15)
, (5.16)
. (5.17)
При равенстве нулю и числовой коэффициент в (5.12) и (5.15) следует увеличить в 1,7 раза. В 1,7 раза увеличивается также числовой коэффициент в (5.13) и (5.16) (при одинаковых и ), a также в (5.14) и (5.17) (при одинаковых и ).
При невыполнении для группы мелких источников условий (5.12)-(5.14) или для группы более крупных источников условий (5.15)-(5.17) эта группа разбивается на отдельные группы, для которых указанные неравенства выполняются.
Примечания.
-
1. При сведении в одну точку источников выбросов с одинаковыми значениями , , и расчетное значение максимальной концентрации вредного вещества от этой группы источников несколько завышается. Если в одну точку сводятся источники с различными значениями , , и , то возможно как небольшое завышение, так и некоторое занижение . С удалением от объединяемых источников погрешность за счет сведения группы источников в одну точку убыва
-
ет.
-
2. Источники выброса, для которых принятие при расчетах одинаковых координат не сказывается заметно на величине , называются близкорасположенными.
-
3. Результаты точных расчетов приземных концентраций не допускается корректировать по результатам приближенных расчетов с объединением источников.
-
4. При отсутствии возможности применения ЭВМ дли расчетов по (5.5)-(5.9) с учетом условий (5.10)-(5.17) допускается проводить объединение источников выброса с близкими параметрами и координатами расположения вручную. При этом для условного объединенного источника принимаются значения суммарного выброса от всех объединяемых источников, средние арифметические значения высоты , диаметра устья , температуры и скорости выхода газовоздушной смеси из устья источника, а также координат источников , . При большом разбросе указанных параметров и координат группа источников разбивается на более мелкие группы с близкими значениями параметров и координат. Большой разброс значений мощности выброса не препятствует объединению
.
-
5. Если расчеты приземных концентраций выполняются для участков местности, прилегающих к промплощадке, то под следует понимать минимум из расстояний от каждого из объединяемых источников до ближайшей к нему границы промплощадки.
-
6. С учетом требований пункта 5.4 в единый условный источник прежде всего объединяются группы примерно одинаковых шахт и других вентиляционных источников одного производственного здания или изолированного по воздухообмену производственного помещения, а также групп близкорасположенных источников однотипных технологических установок на открытом воздухе и т.п. Если имеется несколько групп однотипных источников, то рекомендуется сначала свести к одному источнику каждую из этих групп, а затем проработать возможности дальнейшего объединения источников.
-
7. Для аэрационных фонарей перед принятием решения об их сведении (в том числе совместно с точечными источниками) в один условный точечный источник вычисляются эффективные диаметр устья и расход выбрасываемой газовоздушной смеси , по значениям которых после этого определяются , и (cм. раздел 3).
-
8. Изложенный алгоритм объединения источников применим также для комбинации веществ с суммирующимся вредным действием. В этом случае для каждого (-го) источника по формуле (6.2) вычисляется мощность выброса, приведенная к выбросу одного из веществ.
-
9. При расчете приземной концентрации на промплощадке в соответствии с Приложением 2 вместо (5.12) и (5.15) критерием объединения источников, расположенных на одном здании, является условие , где определяется в соответствии с Приложением 2 (п.1.5). При расчетах концентрации на крыше здания от источников, расположенных на этой крыше, величины , и определяются с использованием в качестве высоты источника превышения его устья над крышей здания (но не менее 2 м).
5.5. Значение максимальной суммарной концентрации (мг/м) от расположенных на площадке близко друг от друга (см. п.5.4) одиночных источников, имеющих равные значения высоты, диаметра устья, скорости выхода в атмосферу и температуры газовоздушной смеси, определяется по формуле
, (5.18)
где (г/с) – суммарная мощность выброса всеми источниками в атмосферу; (м/c) – суммарный расход выбрасываемой всеми источниками газовоздушной смеси, определяемый по формуле
. (5.19)
Значение параметра определяется по формуле
. (5.20)
В остальном схема расчета концентраций веществ, обусловленных выбросами от группы близко расположенных друг к другу одинаковых одиночных источников выброса, не отличается от приведенной в разделе 2 настоящего ОНД схемы расчета для одиночного источника.
5.7. Значение максимальной приземной концентрации вредных веществ (мг/м) при выбросах через многоствольную трубу ( стволов) рассчитывается по формуле
; (5.22)
расстояние (м), на котором достигается максимальная концентрация , определяется по формуле
; (5.23)
опасная скорость ветра (м/с) вычисляется следующим образом:
. (5.24)
Здесь (мг/м) – максимальная приземная концентрация, определяемая по формуле (2.1) при значениях параметров выброса для одного ствола и мощности выброса (г/с), равной суммарной мощности выброса из всех стволов; и – соответственно расстояние, на котором наблюдается максимальная концентрация вредных веществ (мг/м), и опасная скорость ветра (м/с), определяемые по формулам (2.13)-(2.17) при параметрах выброса для одного ствола; (мг/м) – максимальная приземная концентрация, рассчитываемая по формуле (2.1) при мощности (г/с), равной суммарной мощности выброса из всех стволов, диаметре , равном эффективному диаметру источника выброса (м), который определяется по формуле
, (5.25)
и расходе выходящей газовоздушной смеси , равном эффективному расходу (м/c), вычисленному по формуле (2.40); , – расстояние, соответствующее максимальной концентрации (мг/м), и опасная скорость ветра, определяемые по формулам (2.13)-(2.17) с учетом (м), (м/с); – безразмерный коэффициент, определяемый по формуле
, (5.26)
где (м) – среднее расстояние между центрами устьев стволов; (м) – диаметр устья ствола; – безразмерный коэффициент, определяемый по формулам (2.36а), (2.36б). В остальном расчет производится, как для одиночного источника выброса.
Примечания.
-
1. При , большем или равном , для многоствольной трубы в расчетах принимается: (мг/м), (м), (м/с).
-
2. 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 и (см. (2.40)), где
. (5.27)
Здесь – суммарная площадь устьев всех действующих стволов.
-
3. В случае когда температура и скорость выхода газовоздушной смеси для отдельных стволов различаются между собой, для расчетов принимаются их средневзвешенные значения, полученные с учетом расходов газовоздушной смеси для отдельных стволов.
5.8. Для источников выброса, имеющих различные параметры, расчет приземных концентраций начинается с определения для всех источников по каждому веществу максимальных приземных концентраций и опасных скоростей ветра . Если по какому-либо веществу сумма максимальных приземных концентраций от всех источников окажется меньшей или равной ПДК (), то (при отсутствии необходимости учета суммарного действия нескольких вредных веществ и фонового загрязнения атмосферы) расчеты приземной концентрации этого вещества производятся по требованию органов Госкомгидромета и Минздрава СССР. Такие расчеты выполняются также при оценке фактического уровня загрязнения воздуха.
При расчетах определяется средневзвешенная опасная скорость ветра (м/с) для группы источников по формуле
. (5.28)
Отдельно для всех веществ, к которым относятся вычисленные (для разных веществ они иногда существенно различаются), определяются значения и . Если по рассматриваемому веществу сумма меньше или равняется ПДК, то дальнейшие расчеты производятся главным образом при оценке фактического уровня загрязнения воздуха.
Если сумма больше ПДК, то для направлений ветра, соответствующих переносу вредных веществ от источников на расчетную область, при скоростях ветра: ; 0,5; 1,5; 0,5 м/с – производится расчет суммарных концентраций от всех источников в узлах расчетной сетки, после чего наибольшая из них принимается за максимальную концентрацию .
Примечание.
В (5.28) вместо и допускается использовать значения и для наветренных источников, определенные для каждой расчетной точки в соответствии с
п.2.14.
5.10. Расчет приземных концентраций веществ от источников, группирующихся на площадке вдоль некоторой прямой, можно производить, считая все источники расположенными на этой линии, при условии, что каждому из них при соответствует , меньшее или равное 0,01-0,02 ( (м) – расстояние от источника до этой прямой). Для каждого источника строятся кривые распределения концентраций. Начало координат каждой кривой, характеризующей изменение концентрации в зависимости от расстояния , совмещается с местоположением источника, а концентрации суммируются. При этом рассматриваются два варианта. В одном из них принимается, что ветер направлен с 1-го на -й источник, в другом – в противоположном направлении. Для различных расстояний производится сложение концентраций и определяются значения суммарной концентрации . Наибольшее значение принимается за максимальную концентрацию .
Примечание.
Указанным способом производятся ручные расчеты при наличии двух источников, расположенных далеко друг от друга (или двух групп источников).
5.11. Расчет приземных концентраций веществ от источников, которые не могут быть сведены в одну точку или на одну общую прямую, при отсутствии возможности применения ЭВМ упрощается, если можно провести прямую, около которой группируется большая часть основных источников. В этом случае осуществляется сложение значений концентраций для двух противоположных направлений ветра вдоль этой прямой; близлежащие источники переносятся на прямую, а при расчете концентраций от остальных источников используется формула (2.25). Если среди источников, перенесенных на ось, имеются крупные, для которых одновременно не выполняются условия (5.10), (5.11), то при каждом направлении ветра рассчитываются также суммарные концентрации в точках максимумов концентраций от крупных источников.
5.12. Расчет приземных концентраций при выбросах от большого числа источников, рассредоточенных на площадке значительных размеров, следует производить на электронных вычислительных машинах, тем более, что при разработках по проектированию и нормированию, как правило, рассматривается большое число вариантов объединения выбросов, размещения источников на площадке, способов очистки выбросов и других мероприятий. Шаги расчетной сетки выбираются в зависимости от размеров области, для которой проводятся расчеты. При этом общее количество узлов сетки, как правило, не должно превышать 1500-2000. Размеры, указанной области должны соответствовать размерам зоны влияния рассматриваемой совокупности источников.
Примечание.
Разработанные различными организациями и вычислительными центрами программы, реализующие расчетные схемы данного ОНД, должны согласовываться с Главной геофизической обсерваторией имени А.И.Воейкова Госкомгидромета.
5.13. Одним из способов сокращения объема вычислительных работ является представление совокупности большого числа однотипных источников выброса (труб печного отопления, резервуарных полей и пр.), а также рассредоточенных по обширной территории источников неорганизованного выброса как площадных источников.
Примечание.
Группы точечных источников объединяются в площадной источник при достаточно равномерном распределении источников по площади и при условии близости таких параметров выброса, как высота () и диаметр устья () источников, температура () и скорость выхода () газовоздушной смеси из устья источников. При большом разбросе указанных параметров группа источников представляется несколькими площадными источниками с более близкими значениями этих параметров. Критерием возможности представления группы одиночных источников площадным источником является соблюдение неравенств (5.13), (5.14) при выполнении для каждого источника условий (5.10) или (5.11); неравенств (5.16), (5.17) при невыполнении для каждого точечного источника условий (5.10) и (5.11).
5.14. При ветре, направленном перпендикулярно одной из сторон указанного площадного источника, концентрация (как на территории самого источника, так и за его пределами) рассчитывается по формулам Приложения 1.
5.15. При расчетах для произвольного направления ветра площадной источник представляется в виде совокупности равномерно рассредоточенных одиночных источников. Значение определяется по формуле
. (5.30)
Здесь (м) – площадь рассматриваемого источника, (м) – расстояние от центра площадного источника до расчетной точки, – расчетная скорость ветра, значение вычисляется с округлением до ближайшего большего целого числа.
Из (5.30) следует, что для расчетных точек, расположенных на расстоянии, большем площадной источник может рассматриваться как одиночный точечный источник ().
Для каждого из этих одиночных точечных источников значения максимальной приземной концентрации , расстояния , на котором достигается эта максимальная концентрация, и опасной скорости ветра , определяются по формулам:
; (5.31)
; (5.32)
, (5.33)
где , и – это значения , и для одиночного точечного источника, совокупность которых образует площадной источник; при расчете в качестве используется суммарный выброс от всех источников.
Примечани
я.
1. Если расчеты приземных концентраций относятся к участку местности, на котором расположен площадной источник, то целесообразно, чтобы условные источники находились в центрах ячеек расчетной сетки точек.
2. Формулы для площадного источника указанного типа применяются при выбросах от резервуарных парков предприятий, совокупностей мелких бытовых котельных и печных труб в городах, а также групп низких вентиляционных источников (при расчетах загрязнения атмосферы для участков, расположенных за пределами промплощадки). Использование формул для площадного источника существенно упрощает подготовку числового материала при расчетах загрязнения атмосферы на ЭВМ. Информация о вкладах площадных источников в суммарное загрязнение атмосферы более показательна, чем аналогичная информация по отдельным мелким источникам.
3. Если расчеты относятся к участку местности, на котором расположен площадной источник, то он представляется в виде суммы нескольких меньших по размеру площадных источников таким образом, чтобы выделить участки площадного источника, для которых определенное по формулам (5.30а), (5.30б) значение удовлетворяет условию <100. Оставшиеся площадные источники представляются в виде совокупности точечных источников, расположенных в узлах квадратной сетки, шаг которой не превосходит 2.
5.18. Значение суммарного выброса , соответствующее заданному значению максимальной концентрации , для группы из близкорасположенных одиночных источников с одинаковыми высотами и другими параметрами выброса ( ) определяется по формулам (2.41), (2.42); в данном случае в формулах полагается ( – суммарный расход выбрасываемой из всех источников газовоздушной смеси).
5.19. В случае многоствольной трубы выброс из всех стволов, соответствующий , при определяется по формуле
, (5.34)
где и (мг/м) – приземные максимальные концентрации при =1 г/с, рассчитанные соответственно при значениях параметров и для одного ствола и при их эффективных значениях (5.25), (5.27) и (2.40). Безразмерный коэффициент определяется по формуле (5.26). При выброс определяется в соответствии с п.5.18.
При произвольном фиксированном размещении группы источников с заданными параметрами выброса ( и ) мощности источников , соответствующие , определяются так, чтобы наибольшее значение суммарной концентрации , рассчитанное по (5.1) при переборе скоростей и направлений ветра, удовлетворяло условию
. (5.35)
В случае одинаковых источников выброса значения определяются по формуле
, (5.36)
где – максимальное значение рассчитанной по (5.1) суммарной концентрации при “начальных” значениях мощности выброса .
В общем случае из (5.35) определяется начальное приближение для значений , уточняемое с учетом требований технической реализуемости и оптимального выбора мощностей источников.
Примечания.
-
1. Для одинаковых источников выброса в (5.36) величина вычисляется при =1 г/с. В общем случае значения устанавливаются с учетом различия в мощностях выброса из труб разной высоты.
-
2. Алгоритмы поиска оптимальных значений и соответствующие программы расчета должны согласовываться с Главной геофизической обсерваторией им.А.И.Воейкова.
5.20. Для совокупности источников отдельных предприятий рассчитываются зоны влияния, включающие в себя круги радиусом (см. п.2.19), проведенные вокруг каждой из труб предприятия, и участки местности, где рассчитанная по (5.1) суммарная концентрация от всей совокупности источников выброса данного предприятия, в том числе низких и неорганизованных выбросов, превышает 0,05 ПДК.
Зоны влияния источников и предприятий рассчитываются по каждому вредному веществу (комбинации вредных веществ с суммирующимся вредным действием) отдельно.
Примечание.
При определении размеров зон влияния предприятия расчеты на ЭВМ допускается приближенно проводить только для одного направления ветра (с предприятия на центр города), средневзвешенной опасной скорости ветра , причем расчетная область представляется отрезком между центром предприятия и границей города.
5.21. Для ускорения и упрощения расчетов приземных концентраций на каждом предприятии рассматриваются те из выбрасываемых вредных веществ, для которых
; (5.37)
при м, (5.38)
при м. (5.39)
Здесь (г/с) – суммарное значение выброса от всех источников предприятия, соответствующее наиболее неблагоприятным из установленных условий выброса, включая вентиляционные источники и неорганизованные выбросы; (мг/м) – максимальная разовая предельно допустимая концентрация; (м) – средневзвешенная по предприятию высота источников выброса (см. п.7.8).
6. РАСЧЕТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ С УЧЕТОМ СУММАЦИИ
ВРЕДНОГО ДЕЙСТВИЯ НЕСКОЛЬКИХ ВЕЩЕСТВ
6.1. Для веществ, обладающих суммацией вредного действия (п.1.4), безразмерная суммарная концентрация или приведенная к одному веществу суммарная концентрация рассчитываются с использованием для каждого источника значений мощности или соответственно, где
, (6.1)
, (6.2)
где – мощности выброса каждого из веществ; – максимальные разовые предельно допустимые концентрации этих веществ.
Примечание.
В остальном расчетная схема остается без изменения. В частности, учет суммации вредного действия для одиночного источника не влияет на значения расстояния , где достигается наибольшее загрязнение воздуха, и опасной скорости ветра .
6.2. При источников для каждой группы из веществ с суммирующимся вредным действием (из каждого отдельного источника выбрасывается от 1 до ингредиентов) расчеты начинаются с вычисления безразмерной суммы по формуле
. (6.3)
Первый индекс у значений максимальных концентраций – номер вещества, второй индекс – номер источника.
Если , то безразмерная концентрация также меньше единицы. Если , то расчет концентраций или осуществляется по формулам раздела 5 с использованием для каждого источника вычисленных по формулам (6.1) или (6.2) значений мощности выброса.
Значения максимальных концентраций или при неблагоприятных метеорологических условиях находятся в соответствии с требованиями разделов 2-5 настоящего ОНД с использованием для каждого источника рассчитанных по формуле (6.1) или (6.2) мощностей выбросов
.
6.4. При рассмотрении комбинации веществ с суммирующимся вредным действием средневзвешенная опасная скорость ветра для совокупности источников должна определяться по формуле
, (6.4)
где – максимальные значения безразмерной концентрации (см. формулу (1.1)) для каждого из источников; – опасные скорости ветра для этих источников, не зависящие от учета эффекта сумма
ции.
6.5. При необходимости учет фоновой концентрации веществ с суммирующимся, вредным действием осуществляется путем добавления в числитель каждого из слагаемых в формуле (6.3) значения соответствующей фоновой концентрации (см. разд.7). Если фоновая концентрация установлена сразу для комбинации веществ с суммирующимся вредным действием, то расчеты загрязнения атмосферы должны выполняться для той же комбинации веществ.
7. УЧЕТ ФОНОВЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ПРИ РАСЧЕТАХ ЗАГРЯЗНЕНИЯ
АТМОСФЕРЫ И УСТАНОВЛЕНИЕ ФОНА РАСЧЕТНЫМ ПУТЕМ
7.1. В случае наличия совокупности источников выброса вклады этих источников (или их части) могут учитываться в расчетах загрязнения воздуха путем использования фоновой концентрации (мг/м), которая для отдельного источника выброса характеризует загрязнение атмосферы в городе или другом населенном пункте, создаваемое другими источниками, исключая данный.
Фоновая концентрация относится к тому же интервалу осреднения (20-30 мин), что и максимальная разовая ПДК. По данным наблюдений определяется как уровень концентраций, превышаемый в 5% наблюдений за разовыми концентрациями.
7.2. Определение фоновой концентрации производится на основании данных наблюдений за загрязнением атмосферы по нормативной методике, утвержденной Госкомгидрометом и Минздравом СССР.
Примечание.
Фоновые концентрации устанавливаются местными органами Госкомгидромета (УГКС) и Минздрава СССР по данным регулярных наблюдений на сети постов Общегосударственной службы наблюдений и контроля за загрязненностью объектов природной среды (ОГСНК) или по данным подфакельных наблюдений.
7.3. Фоновая концентрация устанавливается либо единым значением по городу, либо, в случае выявления существенной изменчивости, дифференцированно по территории города (по постам), а также по градациям скорости и направления ветра.
7.4. При расчетах для действующих и реконструируемых источников (предприятий) используется значение фоновой концентрации , представляющей из себя фоновую концентрацию , из которой исключен вклад рассматриваемого источника (предприятия).
Значение вычисляется по формуле
при ; (7.1)
при , (7.2)
где – максимальная расчетная концентрация вещества от данного источника (предприятия) для точки размещения поста, на котором устанавливался фон, определенная по формулам разделов 2-6 при значениях параметров выброса, относящихся к периоду времени, по данным наблюдений за который определялась фоновая концентрация .
Примечание.
Для вновь строящегося источника (предприятия)
. (7.3)
7.5. В случаях, предусмотренных п.1.4, допускается использование фоновой концентрации, вычисленной не по отдельным веществам, а совместно по комбинации веществ с суммирующимся вредным действием. При этом фоновая концентрация определяется по концентрациям, приведенным к наиболее распространенному из веществ, входящих в рассматриваемую комбинацию.
7.6. При отсутствии данных наблюдений за приземными концентрациями рассматриваемого вредного вещества или в случаях, когда в соответствии с нормативной методикой по установлению фоновой концентрации (см. п.7.2) по данным наблюдений фоновая концентрация не определяется, учет последней основывается на использовании данных инвентаризации выбросов и результатов расчетов по формулам настоящего ОНД или приближенно по формулам п.7.8.
Одним из двух способов учета фоновой концентрации в рассматриваемом случае является расчет распределения суммарной концентрации от рассматриваемых и других существующих и проектируемых источников выбросов вещества или комбинации веществ с суммирующимся вредным действием.
Вторым расчетным способом является замена фоновой концентрации, определенной по экспериментальным данным, фоновой концентрацией, рассчитанной для совокупности источников города (промышленного района) по параметрам, полученным при общегородской инвентаризации выбросов. При этом фоновая концентрация определяется умножением расчетной концентрации на коэффициент 0,4 с дальнейшим осреднением по территории и выделением градаций скорости и направления ветра в соответствии с нормативной методикой по определению фоновой концентрации (см. п.7.2).
Примечания.
-
1. Второй способ, как правило, используется при определении фоновой концентрации для городов.
-
2. При расчете фонового загрязнения воздуха выбросами автотранспорта используются формулы раздела 3 для наземных линейных источников (потоков автомашин на улицах) и формулы раздела 5 для наземных площадных источников (при учете выбросов автотранспорта на отдельных участках города).
7.7. За фоновую концентрацию для реконструируемого предприятия, которое является единственным источником в городе, выбрасывающим рассматриваемое вредное вещество, принимается вклад в суммарную концентрацию источников того же предприятия, не подвергающихся реконструкции.
7.8. Для предприятий рассчитываются также значения фоновых концентраций на момент достижения предельно допустимых выбросов (на перспективу) по формулам:
при ; (7.4)
при , (7.5)
где максимальная концентрация веществ от совокупности источников рассматриваемого предприятия вычисляется по формулам разделов 2-5 при значениях параметров выброса, относящихся к периоду времени, за который определялась фоновая концентрация .
Примечания.
-
1. При отсутствии данных наблюдений (см. п.7.6) концентрации () для -го предприятия допускается рассчитывать по формуле
, (7.6)
где
, (7.7)
(7.8)
Здесь – число предприятий в городе, (г/с) и (м) – соответственно полный выброс и его средневзвешенная высота на -м предприятии; и т.д. – суммарные выбросы -го предприятия в интервалах высот источников до 10 м включительно, 11-20, 21-30 м и т. д. Если все источники на -м предприятии являются низкими или наземными, т.е. высота выброса не превышает 10 м (выбросы могут быть как организованными, так и неорганизованными), то принимается равной 5
-
м.
-
2. Применимость разработанных с использованием нормативов ПДВ проверяется расчетом концентрации по формулам разделов 2-5.
8. НОРМЫ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ МИНИМАЛЬНОЙ ВЫСОТЫ
ИСТОЧНИКОВ ВЫБРОСА, УСТАНОВЛЕНИЮ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ
ВЫБРОСОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЮ ГРАНИЦ
САНИТАРНО-ЗАЩИТНОЙ ЗОНЫ ПРЕДПРИЯТИЙ
8.1. При определении минимальной высоты источников выброса и установлении предельно допустимых выбросов концентрация каждого вредного вещества в приземном слое атмосферы с не должна превышать максимальной разовой предельно допустимой концентрации данного вещества в атмосферном воздухе (ПДК), утвержденной Минздравом СССР:
. (8.1)
При наличии в атмосфере нескольких () вредных веществ, обладающих суммацией действия, их безразмерная суммарная концентрация , определенная по формуле (1.1), не должна превышать единицы:
. (8.2)
Для веществ, для которых установлены только среднесуточные предельно допустимые концентрации , используется приближенное соотношение между максимальными значениями разовых и среднегодовых концентраций и требуется, чтобы
. (8.3)
При отсутствии нормативов ПДК вместо них используются значения ориентировочно безопасных уровней загрязнения воздуха (ОБУВ) в порядке, установленном Минздравом СССР. Нормы концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе для растительности и животного мира, утвержденные в установленном порядке, принимаются при расчетах только в случаях, когда они являются более жесткими, чем ПДК, утвержденные Минздравом СССР (ГОСТ 17.2.3.02-78).
8.2. При наличии фонового загрязнения атмосферы в соотношениях (8.1) и (8.3) вместо следует принимать , где – фоновая концентрация вредного вещества. Для веществ, обладающих суммацией вредного действия, учет фоновых концентраций в соотношении (8.1) производится согласно положениям раздела 6.
8.3. Для зон санитарной охраны курортов, мест размещения крупных санаториев и домов отдыха, зон отдыха городов, а также для других территорий с повышенными требованиями к охране атмосферного воздуха в формулах (8.1), (8.2) и (1.1) следует ПДК заменить на 0,8 ПДК.
8.4. Определение минимальной высоты источника выброса.
8.4.1. Минимальная высота одиночного источника выброса (трубы) (м), если установлены значения (г/с), (м/с), (м/с), (м), в случае определяется по формуле:
. (8.4)
Если вычисленному по формуле (8.4) значению соответствует значение , рассчитанное по формуле (2.5), то указанное значение является окончательным.
Если , то необходимо при найденном значении определить величину по рис.2.2 или по формулам (2.8) и последовательными приближениями найти по и по и с помощью формулы
, (8.5)
где и – значения безразмерного коэффициента , определенного соответственно по значениям и .
Уточнение значения необходимо производить до тех пор, пока два последовательно найденных значения и практически не будут отличаться друг от друга (с точностью до 1 м)
.
8.4.2. При значение сначала рассчитывается также согласно п.8.4.1. Если при этом найденное значение , то оно является окончательным.
Если найденное значение , то предварительное значение минимальной высоты выбросов (трубы) определяется по формуле
. (8.6)
По найденному таким образом значению определяются на основании формул раздела 2 значения , , , и устанавливаются в первом приближении коэффициенты и . Если , то по и определяется второе приближение по формуле . В общем случае -е приближение определяется по формуле
, (8.7)
где – соответствуют , a – . Если из источника выбрасывается несколько различных вредных веществ, то за высоту выброса должно приниматься наибольшее из значений , которые определены для каждого вещества в отдельности и для групп веществ с суммирующимся вредным действием. В частности, если при отсутствии фона из трубы выбрасывается два вредных вещества, для первого из которых значения и соответственно равны и , а для второго – и , то значение при определяется по выбросу первого вредного вещества, а при – по выбросу второго вредного ве
щества.
8.4.3. При разработке мероприятий по сокращению выбросов, проектировании, строительстве и реконструкции предприятий следует предусматривать централизацию выбросов вредных веществ путем максимального сокращения числа труб, вентиляционных шахт, дефлекторов, аэрационных фонарей и др.
8.4.4. Увеличение высоты трубы для обеспечения рассеивания с целью соблюдения ПДК в приземном слое атмосферы допускается только после полного использования всех доступных на современном уровне технических средств по сокращению выбросов (в том числе неорганизованных выбросов). При этом использование на энергетических объектах труб высотой более 250 м, а на других производствах – более 200 м допускается только по согласованию с органами Госкомгидромета и Минздрава СССР при наличии технико-экономического обоснования необходимости их сооружения и расчетов загрязнения воздуха в зонах влияния сооружаемых объектов.
8.5. Разработка нормативов предельно допустимых и временно согласованных выбросов (ПДВ и ВСВ) для стационарных источников.
8.5.1. Предельно допустимый выброс вредных веществ в атмосферу (ПДВ) устанавливается для каждого источника загрязнения атмосферы таким образом, что выбросы вредных веществ от данного источника и от совокупности источников города или другого населенного пункта с учетом перспективы развития промышленных предприятий и рассеивания вредных веществ в атмосфере не создают приземную концентрацию, превышающую их ПДК для населения, растительного и животного мира (ГОСТ 17.2.3.02-78).
8.5.2. Значения ПДВ устанавливаются при разработке ведомственных предложений по ПДВ, сводных томов “Охрана атмосферы города и предельно допустимый выброс (ПДВ)”, подразделов, касающихся защиты атмосферы от загрязнения, в разделе “Охрана окружающей среды” различных видов предпроектной и проектной документации на строительство новых и реконструкцию существующих предприятий (ППД). Они устанавливаются как для строящихся, так и для действующих предприятий.
8.5.3. Установление ПДВ производится с применением методов расчета загрязнения атмосферы промышленными выбросами и с учетом перспектив развития предприятия, физико-географических и климатических условий местности, расположения промышленных площадок и участков существующей и проектируемой жилой застройки, санаториев, зон отдыха городов, взаимного расположения промышленных площадок и селитебных территорий.
8.5.4. ПДВ (г/с) устанавливаются для условий полной нагрузки технологического и газоочистного оборудования и их нормальной работы. ПДВ не должны превышаться в любой 20-минутный период времени.
8.5.5. ПДВ устанавливаются отдельно для каждого источника выброса, не являющегося мелким согласно п.5.4. Для мелких источников целесообразно установление единых ПДВ от их совокупностей, с предварительным объединением группы источников в более мощный (с большими значениями , чем у отдельных источников) площадной или условный точечный источник (п.5.2-5.4, 5.13). Неорганизованные выбросы всего предприятия или отдельных участков его промплощадки сводятся к площадным источникам или к совокупности условных точечных источников.
8.5.6. Наряду с ПДВ для одиночных источников устанавливаются ПДВ для предприятия в целом. При постоянстве выбросов они находятся как сумма ПДВ от одиночных источников и групп мелких источников. При непостоянстве во времени выбросов от отдельных источников ПДВ предприятия меньше суммы ПДВ от отдельных источников и соответствует максимально возможному суммарному выбросу от всех источников предприятия при нормальной работе технологического и газоочистного оборудования.
8.5.7. ПДВ определяется для каждого вещества отдельно, в том числе и в случаях учета суммации вредного действия нескольких веществ.
8.5.8. При установлении ПДВ учитываются фоновые концентрации . При определении ПДВ для действующих производств заменяется на (см. раздел 7).
8.5.9. Значение ПДВ (г/с) для одиночного источника с круглым устьем в случаях определяется по формуле:
. (8.8)
В случае или ПДВ определяется по формуле:
. (8.9)
Значение ПДВ для источника с прямоугольным устьем определяется по тем же формулам, но при и (см. п.2.16).
Значение ПДВ для случая выбросов от одиночного аэрационного фонаря определяется по формуле:
, (8.10)
где находится по формуле (8.8) или (8.9) при и , определяемым по (3.3), (2.40), a определяется согласно п.3.1.
Примечание.
При необходимости одновременного учета влияния рельефа и застройки в формулах (8.8), (8.9) за величину принимается произведение поправок к максимальной концентрации на рельеф и застройку.
8.5.10. При установлении ПДВ для одиночного источника выброса смеси постоянного состава веществ с суммирующимся вредным действием сначала определяется вспомогательное значение суммарного , приведенного к выбросу одного из веществ. Для этого в формулах (8.8), (8.9) используется ПДК данного вещества и суммарный фон , приведенный к этому же веществу. Затем с учетом состава выбросов определяются ПДВ отдельных вредных веществ.
8.5.11. В случае нескольких одинаковых источников, расстояния между которыми удовлетворяют соотношениям (5.12), (5.15), значение ПДВ для каждого источника определяется делением значения суммарного выброса, установленного согласно п.8.4, на число источников .
8.5.14. При разработке ПДВ для реконструируемого предприятия расчеты выполняются на фактическое положение и на перспективу. При расчетах на фактическое положение используются значения и по данным последней инвентаризации выбросов с внесением в случае необходимости дополнительных уточнений. При расчетах на перспективу расчеты производятся отдельно для каждого из намеченных этапов сокращения выбросов с использованием значений и , ожидаемых в результате реализации намеченных мероприятий.
Примечания.
-
1. Предлагаемый в качестве ПДВ вариант должен быть оптимальным по технико-экономическим показателям.
-
2. Если для какого-либо вредного вещества выполняется соотношение
, (8.13)
то в этом случае (при отсутствии необходимости учета суммации вредного действия нескольких веществ) использованные при расчетах значения , могут быть приняты в качестве ПДВ без расчетов суммарного загрязнения атмосферы.
8.5.15. Установлению ПДВ для отдельного источника предшествует определение его зоны влияния, радиус которой приближенно оценивается как наибольшее из двух расстояний от источника: и (м), где (при этом соответствует расстоянию, на котором составляет 5% от ). Значение определяется как расстояние от источника, начиная с которого ПДК. Здесь , и определяются по формулам раздела 2. Значение при ручных расчетах находится графически с использованием рис.2.4 как расстояние за максимумом, соответствующее . При ПДК значение полагается равным нулю.
Для предприятий также устанавливаются зоны влияния, включающие в себя круги радиусом , проведенные вокруг каждой из труб предприятия, и участки местности, где рассчитанное на ЭВМ суммарное загрязнение атмосферы от всей совокупности источников выброса данного предприятия, в том числе низких и неорганизованных выбросов, превышает 0,05 ПДК.
Зоны влияния источников и предприятий рассчитываются по каждому вредному веществу (комбинации веществ с суммирующимся вредным действием) отдельно.
Для предприятий и источников, зоны влияния которых целиком расположены в участках города, где рассчитанная суммарная концентрация от всех источников города , значения выбросов, использованные при указанных расчетах , принимаются в качестве ПДВ.
Примечание.
При определении размеров зоны влияния предприятия расчеты загрязнения атмосферы на ЭВМ допускается приближенно производить только для одного расчетного направления ветра (с предприятия на центр города), средневзвешенной опасной скорости ветра , причем расчетная область представляется отрезком между центром предприятия и границей
города.
8.5.17. Если >ПДК, то увеличение мощности выброса от реконструируемых объектов и строительство на предприятии новых объектов с выбросами тех же веществ или веществ, обладающих с ними суммацией вредного действия, может быть допущено только при одновременном обеспечении снижения выбросов вредных веществ в атмосферу на остальных объектах рассматриваемого предприятия или на других предприятиях города, обоснованного проектными решениями.
8.5.18. Наряду с максимальными разовыми ПДВ (г/с) в оперативных целях для выполнения проектных оценок темпов снижения выбросов и возможностей утилизации уносимых газовоздушной смесью вредных веществ устанавливаются годовые значения (т/год) для отдельных источников и предприятия в целом.
Для отдельного (-го) источника из источников предприятия находится с учетом временной неравномерности выбросов, в том числе за счет планового ремонта технологического и газоочистного оборудования.
Для предприятия в целом находится по формуле:
. (8.17)
8.5.19. Для действующих предприятий, если в воздухе городов или других населенных пунктов концентрации вредных веществ превышают ПДК, а значения ПДВ в настоящее время не могут быть достигнуты, по согласованию с органами Госкомгидромета и Минздрава СССР предусматривается поэтапное, с указанием длительности каждого этапа, снижение выбросов вредных веществ до значений ПДВ, обеспечивающих достижение ПДК, или до полного предотвращения выбросов. На каждом этапе до обеспечения значений ПДВ устанавливаются временно согласованные выбросы вредных веществ (ВСВ) с учетом значений выбросов предприятий с наилучшей (в части охраны окружающей среды) достигнутой технологией производства, аналогичных по мощности и технологическим процессам. При установлении ВСВ следует пользоваться теми же приемами расчета, что и при установлении ПДВ.
Примечания.
-
1. Значения ВСВ, так же как и ПДВ, устанавливаются для источников и для предприятия в целом.
-
2. Следует предусматривать мероприятия по кратковременному снижению выбросов в периоды аномально опасных метеоусловий.
-
3. Если зона влияния источника (вне зависимости от соотношения между концентрациями в точке его расположения и ПДК) захватывает участки местности, где >ПДК, то на соответствующем этапе снижения выбросов должно устанавливаться значение ВСВ.
-
4. Для вновь проектируемых предприятий (объектов) значения ВСВ не устанавливаются.
8.6. Определение границ санитарно-защитной зоны предприятий.
8.6.1. Размеры санитарно-защитной зоны (СЗЗ) (м), установленные в Санитарных нормах проектирования промышленных предприятий, должны проверяться расчетом загрязнения атмосферы в соответствии с требованиями настоящего ОНД (разделы 2-5) с учетом перспективы развития предприятия и фактического загрязнения атмосферного воздуха.
8.6.2. Полученные по расчету размеры СЗЗ должны уточняться отдельно для различных направлений ветра в зависимости от результатов расчета загрязнения атмосферы и среднегодовой розы ветров района расположения предприятия по формуле
, (8.18)
где (м) – расчетный размер СЗЗ; (м) – расчетный размер участка местности в данном направлении, где концентрация вредных веществ (с учетом фоновой концентрации от других источников) превышает ПДК; (%) – среднегодовая повторяемость направления ветров рассматриваемого румба; (%) – повторяемость направлений ветров одного румба при круговой розе ветров. Например, при восьмирумбовой розе ветров %. Значения и отсчитываются от границы источников.
Примечания.
-
1. Значения в общем случае могут различаться для ветров разных направлений.
-
2. Среднегодовая роза ветров, характеризуемая значениями для разных румбов, принимается по данным “Справочника по климату СССР”, а при отсутствии необходимых данных в этом справочнике запрашивается в УГКС по месту расположения предприятия.
8.6.3. Учитывая значительную пространственную изменчивость розы ветров, особенно в условиях сложного рельефа, речных долин, вблизи морей, озер и т.п., при использовании справочных данных следует согласовать принятую розу ветров с УГКС Госкомгидромета по месту расположения предприятия.
8.6.4. Если в соответствии с предусмотренными техническими решениями и расчетами загрязнения атмосферы размеры СЗЗ для предприятия получаются больше, чем размеры, установленные Санитарными нормами проектирования промышленных предприятий, то необходимо пересмотреть проектные решения и обеспечить выполнение требований Санитарных норм за счет уменьшения количества выбросов вредных веществ в атмосферу, увеличения высоты их выброса с учетом установленных ограничений и др. Если и после дополнительной проработки не выявлены технические возможности обеспечения размеров СЗЗ, требуемых этими Санитарными нормами, то размеры принимаются в соответствии с результатами расчета загрязнения атмосферы по согласованию с Минздравом СССР и Госстроем СССР.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Обязательное
РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ
ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ ОТ ЛИНЕЙНЫХ И ПЛОЩАДНЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИ ВЕТРЕ ВДОЛЬ ИЛИ ПОПЕРЕК ИСТОЧНИКА
1. Распределение концентраций вредных веществ на расстоянии от центра линейного источника длиной при ветре, направленном вдоль этого источника, в случае, когда скорость ветра равна , определяется по формуле
, (1)
где и – безразмерные коэффициенты, определяемые по графику для на рис.1 в зависимости от отношений и соответственно, причем по пунктирной линии в случае тяжелой примеси. Здесь значения определяются согласно п.3.1, 3.5.
Рис.1
При высотах источника меньше 10 м безразмерный коэффициент заменяется на безразмерный коэффициент :
при ; (2а)
при , (2б)
где определяется по тому же аргументу с помощью рис.1.
При скорости ветра значение определяется по формуле
, (3)
где и определяются в соответствии с п.2.10 и 2.11 по значению , a и соответственно по и
.
2. Значение максимальной концентрации вредных веществ при ветре, направленном поперек линейного источника, определяется по формуле
. (4)
Здесь безразмерный коэффициент определяется по формулам:
при ; (5а)
при ; (5б)
при , (5в)
где
при , (6а)
при . (6б)
Расстояние от линейного источника , на котором достигается максимальная приземная концентрация вредных веществ , определяется по формуле
; (7)
при ; (8а)
при ; (8б)
при . (8в)
3. Распределение концентраций вредных веществ (мг/м) на расстоянии (м) от центра линейного источника при ветре скоростью (м/с), направленном поперек линейного источника, определяется по формуле
. (9)
При расчетах начало координат располагается в центре линейного источника, ось направлена вдоль, а ось – перпендикулярно направлению ветра.
Концентрация вредных веществ (мг/м) на расстоянии (м) от оси факела определяется по формуле
. (10)
Здесь – безразмерный коэффициент, определяемый в соответствии с п.2.12 по значению отношения ; , – безразмерные коэффициенты, определяемые в соответствии с п.2.10 и 2.11 по значению отношения ; – безразмерные коэффициенты, определяемые по формуле (11) или по рис.2 в зависимости от значений (м), (м) и (м), используемых при вычислении аргумента :
(11)
при , (12а)
при . (12б)
Для функция принимается равной 1.
Рис.2
Примечание.
На достаточно большом расстоянии от линейного источника, которому соответствует безразмерный коэффициент , близкий к единице, линейный источник может рассматриваться как одиночный точечный источник с , и .
4. При ветре, направленном перпендикулярно одной из сторон площадного источника прямоугольной формы, концентрация (как на территории самого источника, так и за его пределами) рассчитывается по формуле
, (13)
где
(14)
и – координаты расчетной точки в системе координат с началом в середине наветренного края источника; – расстояние от одиночного входящего в рассматриваемую совокупность точечного источника, на котором при опасной скорости ветра достигается максимальная концентрация; (мг/м) – максимальная концентрация от одиночного точечного источника, которая имела бы место в том случае, если бы его выбросы равнялись полному выбросу от площадного источника; – меньшее из значений и ; и – протяженности площадного источника соответственно поперек и вдоль ветра; безразмерный коэффициент в зависимости от и определяется по рис.3 (сплошные линии относятся к легкой, пунктирные – к тяжелой примеси).
Рис.3
Примечания.
-
1. За значение для площадного источника принимается максимальный суммарный выброс с его территории с учетом в необходимых случаях неодновременности выбросов от отдельных точечных источников.
-
2. По формулам (13), (14) рассчитывается распределение концентрации и при . В этом случае заменяется на , – на , – на . Здесь , , безразмерные коэффициенты и определяются по отношению в соответствии с п.2.10,
-
2.11.
-
3. По приведенным формулам расчет концентрации производится для площадных источников, у которых и не превышает 10. При размерах площадных источников, превышающих указанные значения, они должны разбиваться на несколько площадных источников меньшей площади.
-
4. Расчеты по формулам Приложения 1 производятся, как правило, без применения ЭВМ.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Рекомендуемое
РАСЧЕТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА НА ПРОМПЛОЩАДКЕ
С УЧЕТОМ ВЛИЯНИЯ ЗАСТРОЙКИ
1. Основные расчетные характеристики
1.1. Влияние застройки (зданий и сооружений) на загрязнение воздуха связано с изменением характера воздушных течений вблизи здания. При обтекании отдельных зданий и их групп могут образовываться ветровые тени (застойные зоны) с близкой к нулю средней скоростью ветра и интенсивным турбулентным перемешиванием. Формулы настоящего Приложения предназначены для расчета приземных концентраций в слое 0-2 м и вертикального распределения концентраций в приземном слое воздуха (включая расчет концентраций у стен и крыш зданий) с учетом влияния застройки.
Учет влияния застройки осуществляется для источников средней высоты, низких и наземных источников (см. п.1.3). Расчет загрязнения воздуха от высоких источников, как правило, производится без учета влияния застройки, за исключением случаев, предусмотренных п.1.7 Приложения 2.
Примечание.
Классификация источников производится в соответствии с п.1.3 настоящего ОНД, причем за принимается высота устья над уровнем подстилающей поверхности.
1.2. Для каждого из рассматриваемых источников перед выполнением расчетов с учетом застройки определяются по формулам раздела 2 значения максимальной концентрации , а также расстояния и опасной скорости , при которых достигается концентрация при отсутствии застройки.
1.3. Расчет загрязнения воздуха с учетом влияния застройки производится в случаях, когда здание удалено от источника на расстояние менее , или когда источник расположен на здании или в зонах возможного образования ветровых теней (п.1.5 Приложения 2). При этом высота здания должна быть не менее 0,4 высоты источника (). Если здание удалено от источника на расстояние большее, чем 0,5, и основание источника не размещается в зоне возможного образования ветровой тени, то учет влияния застройки производится в случаях, когда высота здания превышает 0,7 высоты источника ().
Рис.1
Примечания.
-
1. Как правило, не подлежат учету здания и сооружения высотой менее 5 м, а также здания и сооружения, максимальный линейный размер которых по горизонтали не превосходит 10 м.
-
2. Учет сооружений производится в случае, если их коэффициент заполнения, определяемый согласно СНиП II-6-74 “Нагрузки и воздействия”, не ниже 0,5.
1.4. Рассматриваемое здание, как правило, аппроксимируется параллелепипедом (рис.1) высотой , длиной (размер наибольшей стороны основания) и шириной . Высота определяется по формуле
, (1)
где – фактический объем здания, – фактическая площадь основания. Значения и должны удовлетворять условию , а положение боковых сторон аппроксимирующего параллелепипеда выбирается так, чтобы они были близки к стенам зданий.
Примечания.
-
1. В случае зданий сложной конфигурации (рис.2) они аппроксимируются несколькими параллелепипедами. При этом расчет приземных концентраций производится согласно п.5 Приложения 2 как для совокупности зданий.
-
2. Для зданий, имеющих в плане форму, близкую к правильному многоугольнику или кругу, в качестве основания аппроксимирующего параллелепипеда берется квадрат.
Рис.2
1.5. Для каждого здания при заданном направлении ветра различаются три основных типа ветровых теней (рис.3а): подветренная (), на крыше () и наветренная (зона подпора) (). Максимальные значения высоты над уровнем земли ветровых теней указанных типов и их протяженности определяются формулами:
(2а)
при (2б)
при (2в)
(2г)
где
при , (3а)
при . (3б)
Размеры и устанавливаются в зависимости от направления ветра. В случаях, когда ветер направлен по перпендикуляру к стене здания, длина этой стены принимается за , а длина смежной стены – за (рис.3б). В остальных случаях и устанавливаются в соответствии с п.2.3 Приложения 2.
Границы ветровых теней устанавливаются по графикам, приведенным на рис.3в-д, или по формулам:
при , (4a)
при , (4б)
при , (4в)
где – расстояние вдоль направления ветра от расчетной точки до стены здания. Если ветровые тени зданий, которые необходимо учесть в расчетах, пересекаются, то образуется объединенная тень, конфигурация которой определяется согласно п.9.1 Приложения 2.
Рис.3
Примечания.
-
1. В отдельных случаях возможен более детальный учет взаимодействия ветровых теней с использованием рекомендаций п.9 Приложения 2.
-
2. Если высота ветровых теней (в зонах ) окажется менее 2 м, то принимается =2 м.
1.7. Для высоких источников учет влияния застройки производится по схеме, изложенной в разделах 2-9 данного Приложения, по согласованию с органами Госкомгидромета в отдельных случаях (например, при размещении источников вблизи здания, высота которого превышает высоту источников).
2. Расчет максимальных концентраций от одиночного точечного источника
в случае одного здания
2.1. Порядок определения устанавливается в зависимости от расположения источника относительно здания. При размещении основания источника в зонах возможного образования подветренной тени при перпендикулярном к стене здания направлении ветра (см., например, рис.4а), определяется в соответствии с п.2.2 Приложения 2. При размещении основания источника в зонах, где ветровые тени образуются только при направлении ветра, составляющем острый угол с нормалью к одной из стен здания (см. например, рис.4б), определяется в соответствии с п.2.3 Приложения 2. Если основание источника располагается вне зон возможного образования ветровой тени на удалении до 1,5 от их границы (рис.4в, г), то расчет производится в соответствии с п.2.4 Приложения 2. В остальных случаях расчет максимальных концентраций производится без учета влияния зданий, т.е. .
Рис.4
2.2. При размещении основания источника в зонах возможного образования ветровых теней при перпендикулярном к стене здания направлении ветра (рис.4а) максимальная приземная концентрация достигается при опасном направлении ветра, соответствующем переносу воздуха по перпендикуляру от здания к источнику. В этом случае
, (6)
где
. (7)
Коэффициенты в формулах (6) и (7) являются безразмерными. Коэффициент описывает влияние различия в опасных скоростях ветра при наличии здания () и при его отсутствии (), коэффициент – изменение структуры воздушного потока при наличии застройки, коэффициенты и – влияние турбулентной диффузии внутри тени и колебаний направления ветра. Коэффициент имеет тот же смысл, что и в соответствующих формулах раздела 2.
Для определения коэффициента предварительно вычисляется опасная скорость ветра по формулам (2.16а)-(2.17в). При этом, если высота источника меньше высоты зоны ветровой тени в точке расположения источника, т.е. (рис.5а), то расчет входящих в указанные формулы значений и производится при замене высоты источника на высоту зоны тени . Далее коэффициент определяется в зависимости от по графику, приведенному на рис.6, или по формулам
при , (8а)
при . (8б)
Рис.5
Рис.6
Если (рис. 5б), то и =1.
При коэффициент определяется по графику, приведенному на рис. 7, или по формуле
при (9)
в зависимости от отношения . При принимается значение , соответствующее .
Рис.7
Если
, (10)
то при расчетах принимается:
. (11)
Коэффициент в (7) определяется по графику, приведенному на рис.8, или по формулам:
при ; (12а)
при ; (12б)
при ; (12в)
при (12г)
в зависимости от аргумента
, (13)
где при коэффициент устанавливается в зависимости от отношения по графику, приведенному на рис.6, или по формулам:
при ; (14а)
при ; (14б)
при , (14в)
а при принимается . Если при этом , где определяется по формуле (7), то принимаются соотношения (11).
Рис.8
Для низких источников (т.е. при м), коэффициент в (7) заменяется на , где определяется по формулам:
при и м;
при и м;
при и м; (15)
при и м.
Для определения предварительно по рис.9 или по формулам:
при , (16а)
при (16б)
находится вспомогательный угол (в градусах) в зависимости от отношения
. (17)
Рис.9
Безразмерный коэффициент определяется по рис.10 или по формуле
(18)
в зависимости от аргумента :
при м/с, (19а)
при м/с. (19б)
Рис.10
Если значение удовлетворяет неравенству
, (20)
то принимаются соотношения (11).
При принимается
. (21)
При коэффициент определяется в зависимости от отношения
. (22)
Если , то коэффициент наводится по формуле (21), а при коэффициент находится по рис.11 в зависимости от отношения или по формуле (2.23а).
Расстояние от источника до точки, в которой достигается максимум приземной концентрации , в случае определяется по формуле
, (23)
а в случае по формулам
при , (24а)
при . (24б)
Рис.11
Примечание.
Если рассчитанное значение удовлетворяет условию
, (25)
то принимается соотношение (11).
2.3. В тех случаях, когда основание источника находится в зонах, где образование подветренной тени возможно только при направлении ветра, отличном от направления нормалей к стенам здания (см. рис.4б), максимальная приземная концентрация достигается при опасном направлении ветра, соответствующем переносу воздуха к источнику от ближайшего к нему угла здания. Расчет производится при этом по формулам п.2.2 Приложения 2 со следующими изменениями:
-
для определения того, какая из сторон здания при указанном направлении ветра является подветренной, через центр здания (рис.12а) проводится прямая, ориентированная вдоль направления ветра. Если эта прямая находится внутри или на границах угла, который образован диагоналями, примыкающими к более длинной стороне здания (например, к стороне на рис.12а), то данная сторона рассматривается как подветренная и ее длина обозначается , а длина смежной стороны – . В противном случае подветренной является более короткая сторона здания. Полученное значение используется для определения по формуле (3) Приложения 2;
величина вычисляется из соотношений:
при , (26а)
при . (26б)
где – положительный острый угол (в градусах) между опасным направлением ветра и нормалью к стене здания (рис.12а). Здесь находится по графику, приведенному на рис.10, или по формуле (18) как значение , вычисленное по аргументу (формула (19)) при замене на , а вычисляется аналогичным образом при замене на .
Рис.12
2.5. При размещении основания источника на крыше здания производится расчет для двух случаев, в которых направление ветра совпадает с направлением нормали к двум наименее удаленным от источника стенам здания (рис.13а). Далее, из полученных значений выбирается максимальное, а соответствующее ему направление ветра принимается за опасное.
Расчет для каждого из двух указанных направлений ветра производится по формулам п.2.2 Приложения 2 со следующими изменениями:
высота зоны ветровой тени заменяется на высоту здания
; (29)
принимается опасная скорость ветра ; ; в формуле (7) заменяется на коэффициент , определяемый по формулам
при , (30а)
при . (30б)
Здесь и – расстояния от источника до наветренного и подветренного краев подветренной тени (рис.13в), а и – вычисляются по формулам (13а-13г) или по графику, приведенному на рис.8, как значения при значениях аргумента , вычисленных по формуле (13) при замене на и соответственно. Формула (30) используется также в случае низких источников для определения коэффициента , который подставляется в (7) вместо , вычисленного по формулам (13а-13г) (при этом в правой части (30) коэффициенты , и заменяются на соответствующие значения ).
Рис.13
Примечания.
-
1. В отдельных случаях опасное направление ветра может быть установлено до проведения расчетов. Так, например, если источник располагается у более длинного края крыши, то опасным является направление ветра по нормали к ближайшей стене здания в сторону подветренной тени (см. рис.13б).
-
2. Если значение , определяемое по формулам (23)-(24), окажется соответствующим точке поверхности крыши, то максимум приземной концентрации достигается непосредственно вблизи подветренной стены здания. В таком случае в формуле (6) Приложения 2 значение определяется по графику, приведенному на рис.2.4, или по формулам (2.23) в зависимости от аргумента и принимается (рис.13в).
-
3. Расчет распределения концентрации от одиночного точечного источника
при произвольных скоростях и направлениях ветра -
3.1. Расчет распределения концентрации от точечного источника с учетом влияния застройки при заданных скорости и направлении ветра выполняется для ограниченных участков промплощадки при решении отдельных вопросов, таких, как размещение воздухозаборов, а также как составная часть расчета загрязнения воздуха на промплощадке от совокупности большого числа источников (см. п.6 Приложения 2).
До проведения расчетов на плане местности через источник проводится прямая линия, ориентированная вдоль ветра (см. рис.12а). Если эта линия не пересекает основание здания, то расчет распределения приземных концентраций производится по формулам раздела 2 без учета влияния здания. В случае пересечения здания линией на плане (рис.12а) учитывается влияние застройки. При этом определяется длина подветренной стороны здания в соответствии с п.2.3 Приложения 2.
Приземная концентрация при произвольных значениях скорости и направления ветра рассчитывается по формуле
, (31)
где концентрация рассчитывается в соответствии с п.1.2 Приложения 2, а коэффициент определяется в зависимости от отношения по графику для , приведенному на рис.6. Опасная скорость ветра с учетом влияния застройки определяется в соответствии с п.2.2-2.5 Приложения 2.
Схема расчета коэффициента выбирается в зависимости от того, находится ли устье источника в подветренной или наветренной тени, расположен ли источник на крыше здания, над зонами ветровой тени, с наветренной или подветренной стороны от указанных зон.
Построение границ зон ветровой тени осуществляется в соответствии с п.1.5 Приложения 2. При этом строится сечение здания вертикальной плоскостью, проходящей через источник и ориентированной вдоль направления ветра (см. рис.12а), и в соответствии с п.1.5 Приложения 2 определяются границы наветренной и подветренной зон ветровой тени.
Примечание.
В пределах зон ветровой тени концентрация примеси отличается от нуля не только с подветренной стороны, но и с наветренной стороны от источника и определяется приводимыми ниже формулами.
3.2. При размещении основания источника в зоне подветренной тени (рис.12б) значение в точке, расположенной на расстоянии от источника вдоль оси факела и на удалении от этой оси, определяется по формуле
. (32)
Коэффициент , зависящий от скорости ветра и положительного острого угла между направлением ветра и нормалью к подветренной стене здания (рис.12а), определяется по той же формуле (26), что и , причем значение вычисляется по формуле (19) с заменой на . При этом, как и ранее, определяется по рис.9 или по формулам (16а), (16б).
Коэффициент находится по формулам (2.23а)-(2.23г) или графикам, приведенным на рис.2.4а-в, в зависимости от отношения . Здесь безразмерный коэффициент определяется в зависимости от отношения по формулам (2.21а)-(2.21в) или по графику, приведенному на рис.2.3.
Коэффициент находится по формуле (2.27) или по графику, приведенному на рис.2.6, в зависимости от отношений
при м/с, (33а)
при м/с, (33б)
Коэффициент находится по формулам
, при , (34а)
, при , (34б)
при . (34в)
Здесь
при , (35а)
при , (35б)
при , (36а)
при . (36б)
Коэффициент вычисляется по формуле (7), причем величины , и определяются согласно п.2.2 Приложения 2. Если , то принимается . Коэффициент в формуле (34б) вычисляется при значении . Коэффициент при (т.е. внутри зоны подветренной тени (см. рис.12б)) вычисляется по формулам
при , (37а)
при . (37б)
При коэффициент находится по формуле (2.27) или по графику, приведенному на рис.2.6, как значение , соответствующее аргументу
при м/с,
при м/с. (38)
3.3. При размещении основания источника в зоне подпора (наветренной тени) (см. рис.12в) коэффициент также рассчитывается по формуле (32). При этом величины , , и определяются в соответствии с п.3.2 Приложения 2.
Коэффициент находится по формулам:
при , (39а)
при , (39б)
при , (39в)
при , (39г)
где вычисляется по формуле (7), a – по аналогичной формуле с заменой на :
, (40)
причем
(41)
В случае низких источников вместо и используются значения и . Здесь и – координаты начала и конца здания относительно источника, a – координата подветренного края подветренной тени относительно источника (рис.12в).
Коэффициенты и вычисляются по формулам (12а)-(12г) или по графику, приведенному на рис.8, как значения , соответствующие аргументу , определенному по формуле (13) при замене на и соответственно. Для низких источников при этом используется формула (15).
Коэффициент определяется способом, изложенным в п.2.2 Приложения 2.
Коэффициент , входящий в в (39), определяется по формулам (12в)-(12г) или по графику, приведенному на рис.8, в зависимости от отношения , вычисленного по формуле (13) с заменой на , где – длина наветренной зоны ветровой тени (см. п.1.5 Приложения 2). Коэффициент определяется аналогично по формуле (15). Коэффициент , в формуле (39в), вычисляется при значении .
Если , то принимается . При этом вычисление параметра по формуле (13) производится с использованием значения , определяемого по графику, приведенному на рис.14, или по формулам
при , (42а)
при , (42б)
при . (42в)
Рис.14
Величина и коэффициенты и вычисляются по формулам (35)-(37).
3.6. При размещении источника с наветренной стороны от ветровой тени на расстоянии (рис.12д) расчет также производится по формуле (43). При этом для участков оси факела, приходящихся на наветренную и подветренную зоны тени, коэффициент заменяется соответственно на и . Величина вычисляется по формуле (41) с использованием в качестве и соответственно координат начала и конца наветренной тени относительно источника (рис.12д). Величина также вычисляется по формуле (41) с использованием координат начала и конца зоны подветренной тени относительно источника.
При расчет выполняется по формуле (45), причем для участков факела, приходящихся на наветренную и подветренную зоны тени, также производится замена коэффициента на и соответственно.
4. Расчет концентрации от одиночного точечного источника в случае двух зданий
4.1. При определении максимального значения приземной концентрации в случае двух зданий сначала производится предварительный расчет для двух направлений ветра, которые соответствуют опасным направлениям ветра для источника при учете каждого из рассматриваемых зданий N 1 и N 2 по отдельности (рис.15а). При этом определяются величины и и соответствующие им углы и . Далее, на плане выполняется дополнительное графическое построение: через источник проводятся прямые, ориентированные вдоль двух указанных направлений ветра, от которых откладываются углы и соответственно с вершиной в источнике.
Если эти углы не имеют общей части, то определяется как наибольшее из значений и . В противном случае проводится также расчет и для других противоположных направлений ветра вдоль биссектрисы угла , являющегося общей частью первоначально построенных углов.
Для направлений ветра, при которых ось факела или ее продолжение проходит через оба здания, строятся отдельные или, в случае необходимости, объединенные зоны ветровой тени в соответствии с рекомендациями п.1.5 Приложения 2 (рис.15б). Направления ветра, при которых одно из зданий оказывается полностью затопленным (т.е. граница его ветровых теней не касается границы объединенной ветровой тени), при расчетах и не используются. Величины (=1, 2, 3, 4) определяются согласно п.1.2 с использованием в расчетах в качестве высоты объединенной ветровой тени. В случаях и угол принимается равным соответственно и , а в случаях , величина определяется по формуле
. (46)
Рис.15
Если источник не расположен между корпусами зданий (например, в точке на рис.15б), то опасные направления ветра соответствуют переносу воздуха от зданий к источнику, а расчет максимальных приземных концентраций осуществляется по формулам п.2.2 Приложения 2. Если источник расположен между корпусами (например, в точке на рис.15б), тo расчет также осуществляется по формулам п.2.2 Приложения 2. При этом в случае образования объединенной зоны ветровой тени (см. п.9 Приложения 2) в формуле (13) вместо и в формулах (22) и (24) вместо используется протяженность этой зоны . Коэффициент для источника, расположенного в межкорпусном дворе, определяется так же, как и для источника, расположенного в подветренной тени. При и полученное значение умножается на отношение , где – определенная в соответствии с п.1.5 протяженность той зоны ветровой тени, высота которой использована при определении (см. п.1.5 Приложения 2). В общем случае в качестве принимается наибольшее из значений , , и .
Примечание.
При равенстве высот ветровых теней отдельных зданий в точке размещения источника в качестве выбирается наибольшая из протяженностей ветровых теней
этих зданий.
4.2. При заданных скорости и направлении ветра расчет приземных концентраций производится с использованием графического построения. На плане местности выделяются направления ветра, соответствующие одному из трех возможных случаев (рис.16): 1) ось факела пересекает одно из зданий (углы и на рис.16); 2) ось факела не пересекает ни одного здания и 3) ось факела пересекает оба здания.
Рис.16
В первом и втором случаях расчет производится в соответствии с п.3 Приложения 2. В последнем случае дополнительно проводится описанное в п.4.1 Приложения 2 (см. рис.15а) графическое построение для опасных направлений ветра, соответствующих нормалям к стенам зданий, и строится биссектриса угла . Если ось факела не попала в угол , то расчет приземных концентраций производится без учета взаимодействия ветровых теней зданий. В таком случае при размещении источника внутри ветровой тени или на крыше одного из зданий влияние этого здания учитывается в соответствии с рекомендациями п.3 Приложения 2. Для участков оси факела, приходящихся на ветровые тени второго здания, учет влияния этого второго здания также производится в соответствии с п.3 Приложения 2.
В случае если основание источника находится вне зон ветровых теней обоих зданий, учет влияния этих зданий также осуществляется в cоответствии с п.3 Приложения 2 отдельно для каждого здания.
Если ось факела попала в угол (рис.15а), то расчет приземных концентраций производится с использованием в качестве высоты объединенной зоны ветровой тени, определяемой в соответствии с п.1.5 Приложения 2. При этом в качестве угла используется положительный острый угол между направлением ветра и биссектрисой угла или ее продолжением, а определяется по формуле (46). Концентрации вычисляются по формулам п.3 Приложения 2. Если источник расположен в подветренной тени застройки (например, в точке на рис.15б при направлении ветра слева направо), то расчет производится по формулам п.3.2 Приложения 2, причем высота ветровой тени в точке размещения источника принимается согласно п.9 Приложения 2. Если источник размещен на крыше второго по потоку здания (например, в точке на рис. 15б), то расчет производится по формулам п.3.4 Приложения 2. При размещении источника между корпусами (например, в точке на рис.15б), расчет производится также по формулам п.3.2 Приложения 2. Однако в случае образования объединенной ветровой тени (см. п.9 Приложения 2) коэффициент и масштаб определяются согласно п.4.1 Приложения 2, а коэффициент находится по формуле (39).
Если источник размещается на крыше первого по потоку здания (точка на рис.15б), то расчет производится по формулам п.3.4 Приложения 2, причем коэффициент находится по формуле (39). При этом, в случае образования объединенной ветровой тени, вместо в первой из формул (39), относящейся к участку факела между корпусами, используется коэффициент , вычисленный через коэффициент , определяемый по формуле (30) с использованием в качестве и координат начала и конца межкорпусного двора относительно источника. Коэффициент по второй из формул (39) вычисляется с использованием соотношения (41) через координаты относительно источника конца второго здания и подветренного края подветренной тени. Если источник размещается в наветренной тени первого здания (точка на рис.15б), то расчет производится в соответствии с п.3.3 Приложения 2. При этом для участка факела, соответствующего межкорпусному двору, в случае объединенной ветровой тени, используется значение , соответствующее координатам начала и конца двора относительно источника.
В остальных случаях расчет производится по соответствующим формулам п.3 Приложения 2. При этом, если источник расположен с наветренной стороны застройки на расстоянии более 1,5, то для участков факела, приходящихся на зоны ветровой тени (включая межкорпусную), используются рекомендации п.3.6 Приложения 2.
Примечание.
Расчет приземных концентраций на ЭВМ осуществляется согласно п.5.3.
5. Расчет концентраций от одиночного точечного источника в случае группы зданий
5.1. При расчетах приземных концентраций учитываются только здания, удовлетворяющие требованию п.1.3 Приложения 2.
5.2. При расчетах максимальной приземной концентрации рассматриваются различные возможные пары зданий, учитываемые в группе. Для каждой пары в соответствии с п.4.1 Приложения 2 выделяется не более четырех направлений ветра и строятся сечения проходящими через источник вертикальными плоскостями, ориентированными вдоль выделенных направлений ветра. Далее согласно п.1.5 Приложения 2 определяются границы объединенных ветровых теней (в случае их пересечения) и с использованием их параметров вычисляется значение , где – номер направления ветра. Максимальное из полученных значений для всех рассматриваемых направлений ветра принимается в качестве .
5.3. Для расчета приземной концентрации при заданных скорости и направлении ветра в общем случае строится сечение застройки вертикальной плоскостью, проходящей через источник и ориентированной вдоль ветра (рис.17). При этом учитываются только те здания, для которых нормаль к подветренной стене (см. п.2.3 Приложения 2) составляет с направлением ветра угол менее , соответствующего данному зданию.
Рис.17
Согласно п.1.5 Приложения 2, для взаимодействующих ветровых теней строятся соответствующие им объединенные зоны. При этом для рассматриваемого источника выделяются объединенные или индивидуальные зоны следующих четырех типов: 1) содержащая устье источника, 2) ближайшая с подветренной стороны, 3) последующие с подветренной стороны, 4) ближайшая с наветренной стороны.
Дальнейший расчет производится в соответствии с п.4 Приложения 2. При этом каждая объединенная зона характеризуется значением , равным среднему из значений для зданий, ветровые тени которых учитываются при построении данной объединенной зоны.
Примечания.
-
1. Зона типа 4 строится и используется для расчетов только в том случае, если тени типа 1 отсутствуют.
-
2. При определении не учитываются полностью “затопленные” здания, т.е. здания, границы ветровых теней которых не касаются границы объединенной ветровой тени (рис.17, п.1.9 Приложения 2).
6. Расчет концентраций от группы источников
6.1. В случае группы из точечных источников расчет суммарной приземной концентрации с учетом влияния застройки производится по формулам раздела 5. Перебор скоростей и направлений ветра при определении максимальных приземных концентраций осуществляется аналогично тому, как это делается без учета влияния застройки. При этом, однако, шаг, с которым изменяется направление ветра, не должен быть больше минимального из значений , соответствующих включенным в расчет зданиям. Выбор шагов расчетной сетки производится в зависимости от предъявляемых к расчету требований, однако обычно нецелесообразно использование в одном расчете более 1600-2500 узлов (при необходимости детализации поля концентрации на большей территории следует проводить последовательные расчеты для ее отдельных участков).
Примечания.
-
1. До выполнения расчетов проводится объединение источников согласно рекомендациям раздела 5.
-
2. В общем случае указанные расчеты производятся с применением ЭВМ.
6.2. В случае размещения двух одинаковых источников на крыше одного здания на расстоянии менее друг от друга расчеты максимальной концентрации производятся при скорости ветра, равной (т.е. определяемой в соответствии с разделом 2 опасной скорости ветра для отдельного источника), для четырех направлений ветра (рис.18а): перпендикулярных более длинной стене здания (2 направления) и соответствующих переносу примеси с одного источника на другой. Для каждого направления ветра максимум приземной концентрации определяется по формуле
, (47)
где и получаются согласно п.2 Приложения 2.
Рис.18
При расчетах для случая переноса с одного источника примеси на другой коэффициент определяется согласно положениям п.2.3 Приложения 2. Наибольшее из четырех значений , полученных по формуле (47), принимается за максимум приземной концентрации. Аналогично производится расчет в случае, если расстояние между источниками превышает , но один из них находится в угле , отложенном в обе стороны от нормали к стене здания, проходящей через второй источник.
В общем случае, если расстояние между двумя размещенными на крыше источниками превышает , то выполняется следующее дополнительное графическое построение. Для каждой из четырех стен здания (рис.18б) на отрезке прямой , соединяющей на плане источники выбросов, строится как на диаметре окружность. Затем строится точка пересечения этой окружности с окружностью радиусом , центр которой расположен в источнике, находящемся более близко к рассматриваемой стене (для рассматриваемого примера – в точке на рис.18б). Из точки, соответствующей второму источнику (из точки на рис.18б), проводится прямая под углом к нормали к стене. Если точка попадает внутрь угла , то в рассмотрение включается дополнительное направление ветра, соответствующее биссектрисе угла .
Аналогичное построение выполняется для других сторон здания, а затем расчеты по формуле (47) выполняются для четырех направлений ветра, перпендикулярных стенам здания, двух направлений ветра, соответствующих переносу с источника на источник, и дополнительных (не более четырех) направлений ветра, соответствующих биссектрисам .
7. Расчет концентраций в случае выбросов из линейного источника (аэрационного фонаря)
7.1. Для аэрационного фонаря расчет максимальных приземных концентраций осуществляется при двух направлениях ветра: вдоль и поперек фонаря.
Если ветер направлен вдоль аэрационного фонаря, расчет осуществляется в соответствии с п.5-9 Приложения 2, причем величины , и , характеризующие приземные концентрации при отсутствии застройки, определяются в соответствии с разделом и Приложением 1.
Если ветер направлен поперек фонаря, этот фонарь длиной разбивается на совокупность точечных источников, каждый из которых соответствует участку фонаря длиной
(48)
Коэффициент в (48) определяется в зависимости от , где
, (49)
по формуле (5) Приложения 1 или по рис.19.
Рис.19
Если длина фонаря не кратна , то остаток от деления на разбивается пополам и участки полученной длины относятся к краям аэрационного фонаря.
Параметры и для указанных точечных источников определяются согласно п.3.3 с использованием единых значений эффективных диаметра и объема.
Расчет максимальных концентраций осуществляется далее согласно п.2.5 Приложения 2 для одного из точечных источников. При этом в формуле (37) вместо используются значения .
Максимальное из значений , соответствующих ветру вдоль и поперек фонаря, является максимальной приземной концентрацией от аэрационного фонаря.
Примечан
ия.
1. Разбиение фонаря на точечные источники используют также при расчетах в случае заданных скорости и направления ветра, расчетной точки и т.п. по формулам п.3 Приложения 2. При этом в (37) вместо используется значение до тех пор, пока количество условных точечных источников, на которые разбивается фонарь, не станет равным , определяемому по формуле (3.9).
2. При два проема аэрационного фонаря заменяются на условный линейный источник, расположенный посередине между проемами. При этом мощность выброса для условного источника полагается равной суммарной мощности выброса из обоих проемов, а объем газовоздушной смеси – половине общего объема газовоздушной смеси, выбрасываемой из фонаря.
8. Расчет распределения концентрации по вертикали, на крыше и стенах здания
8.1. Если основание источника находится в зоне ветровой тени на крыше, то расчет концентрации на крыше здания проводится по формулам п.2, 3 Приложения 2 аналогично случаю размещения источника в подветренной тени. При этом в качестве высоты источника и высоты ветровой тени используются расстояния по нормали соответственно от устья источника и границы ветровой тени до крыши (если указанные расстояния меньше 2 м, то в расчетах используются значения 2 м). Если основание источника расположено вне зоны ветровой тени, то расчет концентрации на крыше проводится по формулам раздела 2 с использованием в качестве высоты источника расстояния по нормали от его устья до крыши здания.
На подветренной стене здания концентрация меняется линейно от полученного в соответствии с п.8.1 Приложения 2 значения на уровне крыши до вычисленного согласно п.2.5 Приложения 2 значения приземной концентрации. На наветренной стене здания концентрация принимается равной нулю.
8.2. При размещении основания источника в зоне подпора (наветренной тени) на расстоянии от здания () расчет концентрации , достигающейся в точке наветренной стены на высоте над подстилающей поверхностью при скорости ветра , производится в случае по формуле
(50)
В случае в (50) принимается . Здесь коэффициенты и находятся в соответствии с п.3.3 Приложения 2 при скорости ветра , а коэффициент определяется по формулам раздела 2 в зависимости от отношения .
Коэффициент в зависимости от отношений и определяется согласно п.2.15, а безразмерный коэффициент определяется в зависимости от отношения и параметра по формулам (2.36а), (2.36б), причем и вычисляются по параметрам выброса источника согласно формулам раздела 2.
После подстановки формула (50) используется также для расчета концентрации на наветренной стене здания при .
Концентрация на крыше здания в точке с координатами относительно источника находится по формуле
(51)
где – координата подветренной стены здания относительно источника, а величины и определяются в соответствии с п.3.3 Приложения 2. При этом и принимаются в соответствии с п.3.2 Приложения 2 для рассматриваемой точки крыши, a находится в зависимости от отношений и согласно п.2.15.
На подветренной стене здания концентрация меняется линейно от значения, вычисленного по формуле (51) при для уровня крыши, до значения приземной концентрации.
Максимальная концентрация в рассматриваемой точке покрытия здания достигается при опасной скорости . Величина при определяется по графику, приведенному на рис.2.10, в зависимости от аргументов и . При величина определяется по рис.2.10 в зависимости от отношений и , где находится по формулам (2.36а), (2.36б) при значении .
Максимальная концентрация в рассматриваемой точке покрытия определяется по формулам (50) или (51) при и , вычисленных для случая .
Примечание.
При формула (50) может быть использована также для расчета концентрации в заданной точке над поверхностью земли (при отсутстви
и застройки).
8.4. При размещении источника с наветренной стороны от ветровых теней здания расчет концентрации на крыше и стенах здания производится по формулам п.3.6 Приложения 2. При этом, как и в формулах (50), (51), коэффициент заменяется на , где вычисляется в соответствии с п.2.15.
9. Характеристика зон ветровой тени в случае группы зданий или здания сложной формы
9.1. При обтекании воздушным потоком группы зданий могут образовываться объединенные (в том числе межкорпусные) зоны ветровой тени (здания в этом случае называются смежными). Конфигурация объединенных зон определяется путем наложения зон, построенных для рассматриваемых зданий, которые при этом полагаются отдельно стоящими. За границу объединенной зоны принимается огибающая границ зон отдельных зданий, а высота объединенной зоны в различных точках полагается равной максимальной из высот ветровых теней, участвующих в образовании объединенной тени. Пример построения объединенной зоны показан на рис.20.
Рис.20
Примечание.
Здания, зоны ветровой тени которых полностью находятся внутри зон ветровой тени других зданий, при построении объединенных зон не учитываются.
9.2. Здание сложной формы может быть представлено в виде нескольких параллелепипедов с нижним основанием на уровне земли. Конфигурация и размеры ветровой тени, возникающей при обтекании воздушным потоком такого здания, определяются в соответствии с п.9.1 Приложения 2 путем наложения зон для отдельных зданий и нахождения огибающей их границы. Примеры построения зон ветровой тени для зданий сложной конфигурации приведены на рис.21.
Рис.21
9.3. В наиболее ответственных случаях, когда необходимо детально определить форму и размеры зон ветровой тени, возникающих вблизи отдельных зданий и их групп, а также ожидаемое распределение концентраций, целесообразно проводить эксперименты по обдуванию макетов зданий в специальных аэродинамических трубах. При постановке и проведении таких экспериментов, а также при использовании их результатов для описания обтекания зданий воздушным потоком в реальной атмосфере необходимо соблюдать соответствующие критерии подобия.
9.4. Для ориентировочных расчетов приземных концентраций на промплощадке при наличии большого числа однотипных источников допускается производить расчет по формулам разделов 2 и 3, а полученные концентрации умножать для точек промплощадки на коэффициент :
(52)
Здесь – количество однотипных источников, расположенных отдельно от промышленных зданий, или количество промышленных зданий, на которых размещаются однотипные источники, – коэффициент, определяемый в соответствии с п.2.2 Приложения 2.
Примечания.
-
1. При умножении на коэффициент расчетные концентрации, как правило, завышаются. Более точный учет влияния застройки может быть выполнен по формулам разделов 1-5 Приложения 2.
-
2. Коэффициент устанавливается в зависимости от отношения средней высоты источника на здании (без учета источников высотой более 50 м) к высоте здания.
-
3. Расчеты в соответствии с п.9.4 производятся при .
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Справочное
Примеры расчета концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе
в районе источников их выброса при неблагоприятных метеорологических условиях
Пример 1. Котельная (ровная открытая местность. Новосибирская область)
N п/п |
Характеристики, обозначения, расчет |
Единица |
Значение |
1 |
Число дымовых труб, |
шт. |
1 |
2 |
Высота дымовых труб, |
м |
35 |
3 |
Диаметр устья трубы, |
м |
1,4 |
4 |
Скорость выхода газовоздушной смеси, |
м/с |
7 |
5 |
Температура газовоздушной смеси, |
°С |
125 |
6 |
Температура окружающего воздуха, |
°С |
25 |
7 |
Выброс двуокиси серы, |
г/с |
12 |
8 |
Выброс золы, |
г/с |
2,6 |
9 |
Выброс окислов азота (в пересчете на двуокись азота), |
г/с |
0,2 |
10 |
Коэффициенты в формуле (2.1) |
||
– |
200 |
||
– |
1 |
||
11 |
Максимальные разовые предельно допустимые концентрации (ПДК) |
||
двуокиси серы |
мг/м |
0,5 |
|
золы |
мг/м |
0,5 |
|
окислов азота |
мг/м |
0,085 |
|
12 |
Объем газовоздушной смеси (по формуле (2.2)) |
||
м/с |
10,8 |
||
13 |
Перегрев газовоздушной смеси, |
||
°C |
100 |
||
14 |
Параметр (по формуле (2.3)) |
||
– |
0,56 |
||
15 |
Параметр (по формуле (2.4)) |
||
м/с |
2,04 |
||
16 |
Параметр (по формуле (2.5)) |
||
– |
0,36 |
||
17 |
Параметр (по формуле (2.6)) |
||
– |
37,32 |
||
18 |
Параметр (по формуле (2.7а) или рис.2.1) |
– |
0,98 |
19 |
Параметр (по формуле (2.8а) или рис.2.2) |
– |
1 |
20 |
Опасная скорость ветра (по формуле (2.16в)) |
||
м/с |
2,2 |
||
21 |
Параметр (пo формуле (2.14в)) |
||
|
– |
12,3 |
|
Расчет концентрации двуокиси серы |
|||
22 |
Максимальная концентрация (по формуле (2.1)) |
||
мг/м |
0,19 |
||
23 |
Расстояние (по формуле (2.13)) |
||
м |
430 |
||
24 |
Коэффициент для расстояния (по формулам (2.23а), (2.23б) или по рис.2.4) |
||
=50 м, =0,116 |
– |
0,069 |
|
=100 м, =0,256 |
– |
0,232 |
|
=200 м, =0,465 |
– |
0,633 |
|
=400 м, =0,93 |
– |
1 |
|
=1000 м, =2,32 |
– |
0,664 |
|
=3000 м, =6,97 |
– |
0,154 |
|
25 |
Концентрация на расстоянии по формуле (2.22) |
||
=50 м, =0,19·0,069 |
мг/м |
0,01 |
|
=100 м, =0,19·0,232 |
мг/м |
0,04 |
|
=200 м, =0,19·0,633 |
мг/м |
0,12 |
|
=400 м, =0,19·1 |
мг/м |
0,19 |
|
=1000 м, =0,19·0,664 |
мг/м |
0,13 |
|
=3000 м, =0,19·0,154 |
мг/м |
0,03 |
|
Расчет концентрации окислов азота |
|||
Расчет производится аналогично расчету |
|||
26 |
Концентрации и связаны соотношением |
||
Расчет концентрации золы |
|||
27 |
Золоочистка отсутствует. Коэффициент (согласно п.2.5) |
– |
3 |
Максимальная концентрация золы по формуле (2.1) или по соотношению |
|||
мг/м |
0,12 |
||
28 |
Расстояние по формуле (2.13) или по соотношению |
||
м |
215 |
||
29 |
Коэффициент для расстояний (по формулам (2.23а)-(2.23г) или рис.2.7 и 2.8). |
||
=50 м, =0,233 |
– |
0,232 |
|
=100 м, =0,465 |
– |
0,633 |
|
=200 м, =0,93 |
– |
1,0 |
|
=400 м, =1,86 |
– |
0,78 |
|
=1000 м, =4,05 |
– |
0,296 |
|
=3000 м, =13,9 |
– |
0,028 |
|
30 |
Концентрация золы на расстоянии (по формуле (2.22)) |
||
=50 м, =0,12·0,23 |
мг/м |
0,03 |
|
=100 м, =0,12·0,632 |
мг/м |
0,08 |
|
=200 м, =0,12·0,99 |
мг/м |
0,12 |
|
=400 м, =0,12·0,78 |
мг/м |
0,09 |
|
=1000 м, =0,12·0,296 |
мг/м |
0,04 |
|
=3000 м, =0,12·0,028 |
мг/м |
0,003 |
Пример 2. Промышленная котельная с теми же параметрами выброса и при тех же условиях, что в примере 1. Котельная расположена на промплощадке, ее труба размещается непосредственно вблизи здания у середины его длинной стороны.
Согласно расчетам в примере 1 для двуокиси серы =0,19 мг/м, =430 м, =2,2 м/с; для золы =0,12 мг/м, =215 м, =2,2 м/с.
N п/п |
Характеристики, обозначения, расчет |
Единица |
Значение |
1 |
Высота здания |
м |
26 |
2 |
Ширина здания (по п.1.4 Приложения 2) |
м |
30 |
3 |
Длина здания (по п.1.4 Приложения 2) |
м |
60 |
4 |
Опасное направление ветра – перпендикулярно длинной стороне здания, от здания к источнику (по п.2.2 Приложения 2) |
– |
– |
5 |
При опасном направлении ветра: |
||
длина здания вдоль направления ветра (по п.1.5 Приложения 2) |
м |
30 |
|
ширина здания поперек направления ветра (по п.1.5 Приложения 2) |
м |
60 |
|
6 |
Длина (по формуле (3) Приложения 2) |
м |
26 |
7 |
Протяженность подветренной тени (по формуле (2) Приложения 2) |
м |
104 |
8 |
Высота ветровой тени в точке размещения источника (по формуле (2) Приложения 2) |
м |
26 |
9 |
Отношение |
– |
1,35 |
10 |
Опасная скорость ветра при наличии здания (по п.2.2 Приложения 2) |
м/с |
2,2 |
11 |
Коэффициент (по п.2.2 Приложения 2) |
– |
1 |
12 |
Коэффициент (по п.2.2 Приложения 2) |
– |
1 |
13 |
Коэффициент (по формуле (9) Приложения 2) |
– |
6,14 |
14 |
Отношение (по формуле (17) Приложения 2) |
– |
2 |
15 |
Угол (по формуле (16б) Приложения 2) |
. . . |
42 |
16 |
Аргумент (по формуле (19) Приложения 2) |
– |
62,3 |
17 |
Коэффициент (по формуле (18) Приложения 2) |
– |
0,645 |
18 |
Коэффициент для расстояния (по формуле (21) Приложения 2) |
– |
1 |
Расчет максимальной концентрации двуокиси серы |
|||
19 |
Аргумент (по формуле (13) Приложения 2 при =430 м) |
– |
0,544 |
20 |
Коэффициент (по формуле (12а) Приложения 2) |
– |
0,322 |
21 |
Коэффициент =1·6,14·0,322 (по формуле (7) Приложения 2) |
– |
1,98 |
22 |
Коэффициент =0,645·1,98 + (1-0,645)·1 (по формуле (6) Приложения 2) |
– |
1,63 |
23 |
Максимальная концентрация =0,19·1,63 (по формуле (5) Приложения 2) |
мг/м |
0,31 |
Расчет осевой концентрации двуокиси серы на различных расстояниях |
|||
24 |
Коэффициент (по п.3.2 Приложения 2 при ) |
– |
0,645 |
25 |
Коэффициент на оси факела (по формуле (2.27)) |
– |
1 |
26 |
Коэффициент (по формуле (37) Приложения 2) |
– |
1 |
27 |
Величина (по формуле (35) Приложения 2) |
м |
430 |
28 |
Коэффициент для расстояния (по п.3.2 Приложения 2 и формулам (2.23а), (2.23б)) |
||
=50 м, =0,116 |
– |
0,068 |
|
=100 м, =0,232 |
– |
0,232 |
|
=200 м, =0,465 |
– |
0,633 |
|
=400 м, =0,930 |
– |
0,999 |
|
=1000 м, =2,32 |
– |
0,664 |
|
29 |
Коэффициент для расстояния (по формуле (36) Приложения 2) |
||
=200 м, |
– |
0,454 |
|
=400 м, |
– |
0,951 |
|
30 |
Коэффициент для расстояния (по формуле (34) Приложения 2) |
||
=50 м, =1,98·1 |
– |
1,98 |
|
=100 м, =1,98·1 |
– |
1,98 |
|
=200 м, =1,98·1·(1-0,454)+1·1·0,454 |
– |
1,54 |
|
=400 м, =1,98·1·(1-0,951)+1·1·0,951 |
– |
1,05 |
|
=1000 м, =0,664·1 |
– |
0,664 |
|
31 |
Коэффициент для расстояния (по формуле (32) Приложения 2) |
||
=50 м, =(1-0,645)·0,068·1+0,745·1,98 |
– |
1,30 |
|
=100 м, =(1-0,645)·0,232·1+0,645·1,98 |
– |
1,36 |
|
=200 м, =(1-0,645)·0,633·1+0,645·1,54 |
– |
1,22 |
|
=400 м, =(1-0,645)·0,999·1+0,645·1,05 |
– |
1,03 |
|
=1000 м, =(1-0,645)·0,664·1+0,645·0,664 |
– |
0,664 |
|
32 |
Концентрация на расстоянии (по формуле (31) Приложения 2) |
||
=50 м, =0,19·1·1,30 |
мг/м |
0,24 |
|
=100 м, =0,19·1·1,36 |
мг/м |
0,25 |
|
=200 м, =0,19·1·1,22 |
мг/м |
0,23 |
|
=400 м, =0,19·1·1,03 |
мг/м |
0,19 |
|
=1000 м, =0,19·1·0,664 |
мг/м |
0,13 |
|
Расчет максимальных концентраций золы |
|||
33 |
Аргумент (по формуле (13) Приложения 2 при =215 м) |
– |
1,09 |
34 |
Коэффициент (по формуле (12б) Приложения 2) |
– |
0,63 |
35 |
Коэффициент =1·6,14·0,626 (по формуле (7) Приложения 2) |
– |
3,84 |
36 |
Коэффициент =0,645·3,84+(1-0,645)·1 (по формуле (6) Приложения 2) |
– |
2,83 |
37 |
Максимальная концентрация =0,12·2,83 (по формуле (5) Приложения 2) |
мг/м |
0,34 |
Расчет осевой концентрации золы на различных расстояниях |
|||
38 |
Коэффициент (как и для двуокиси серы) |
– |
0,645 |
39 |
Коэффициент на оси факела (как и для двуокиси серы) |
– |
1 |
40 |
Коэффициент (как и для двуокиси серы) |
– |
1 |
41 |
Величина =104+5·26 (по формуле (35) Приложения 2) |
м |
234 |
42 |
Коэффициент для расстояния (по п.3.2 Приложения 2 и формулам (2.23а), (2.23б)) |
||
=50 м, =0,232 |
– |
0,232 |
|
=100 м, =0,465 |
– |
0,633 |
|
=200 м, =0,93 |
– |
0,999 |
|
=400 м, =1,86 |
– |
0,779 |
|
=1000 м, =4,65 |
– |
0,296 |
|
43 |
Коэффициент для расстояния (по формуле (36) Приложения 2) |
||
=200 м, |
– |
0,876 |
|
44 |
Коэффициент для расстояния (по формуле (34) Приложения 2) |
||
=50 м, =3,84·1 |
– |
3,84 |
|
=100 м, =3,84·1 |
– |
3,84 |
|
=200 м, =3,84·1·(1-0,876)+0,979·1·0,876 |
– |
1,33 |
|
=400 м, =0,779·1 |
– |
0,779 |
|
=1000 м, =0,296·1 |
– |
0,296 |
|
45 |
Коэффициент для расстояния (по формуле (32) Приложения 2) |
||
=50 м, =(1-0,645)·0,232·1+0,645·3,84 |
– |
2,56 |
|
=100 м, =(1-0,645)·0,633·1+0,645·3,84 |
– |
2,70 |
|
=200 м, =(1-0,645)·0,999·1+0,645·1,33 |
– |
1,21 |
|
=400 м, =(1-0,645)·0,779·1+0,645·0,779 |
– |
0,779 |
|
=1000 м, =(1-0,645)·0,296·1+0,645·0,296 |
– |
0,296 |
|
46 |
Концентрация на расстоянии (по формуле (31) Приложения 2) |
||
=50 м, =0,12·1·2,56 |
мг/м |
0,31 |
|
=100 м, =0,12·1·2,70 |
мг/м |
0,32 |
|
=200 м, =0,12·1·1,21 |
мг/м |
0,15 |
|
=400 м, =0,12·1·0,779 |
мг/м |
0,09 |
|
=1000 м, =0,12·1·0,296 |
мг/м |
0,04 |
Пример 3. Котельная с теми же параметрами и при тех же условиях, что в примере 2. Расчет распределения концентрации на оси факела при скорости =2,2 м/с и направлении ветра, составляющем угол =45° с опасным направлением.
Согласно расчетам в примере 1 для двуокиси серы: =0,18 мг/м, =430 м, =2,2 м/с; для золы: =0,12 мг/м, =215 м, =2,2 м/с.
N п/п |
Характеристики, обозначения, расчет |
Единица |
Значение |
1-16 |
В строках 1-16 приводятся значения, совпадающие со значениями в строках 1-16 примера 2 |
||
17 |
Аргумент |
129 |
|
18 |
Коэффициент (по п.3.2, 2.3 и формуле (18) Приложения 2) |
– |
0,943 |
19 |
Аргумент |
4,4 |
|
20 |
Коэффициент (по пп.3.2, 2.3 и формуле (18) Приложения 2) |
– |
0,051 |
21 |
Коэффициент (по п.3.2 и формуле (26) Приложения 2) |
– |
0,446 |
=0,5(0,943-0,051) |
|||
Расчет осевой концентрации двуокиси серы на различных расстояниях |
|||
22 |
Коэффициент для расстояния (по формуле (32) Приложения 2) с использованием значений коэффициентов согласно строкам 25-30 примера 2) |
||
=50 м, =(1-0,446)·0,068·1+0,446·1,98 |
– |
0,921 |
|
=100 м, =(1-0,446)·0,232·1+0,446·1,98 |
– |
1,01 |
|
=200 м, =(1-0,446)·0,633·1+0,446·1,53 |
– |
1,03 |
|
=400 м, =(1-0,446)·0,999·1+0,446·1,05 |
– |
1,02 |
|
=1000 м, =(1-0,446)·0,664·1+0,446·0,664 |
– |
0,664 |
|
23 |
Концентрация на расстоянии (по формуле (31) Приложения 2) |
||
=50 м, =0,19·1·0,921 |
мг/м |
0,18 |
|
=100 м, =0,19·1·1,01 |
мг/м |
0,19 |
|
=200 м, =0,19·1·1,03 |
мг/м |
0,20 |
|
=400 м, =0,19·1·1,02 |
мг/м |
0,19 |
|
=1000 м, =0,19·1·0,664 |
мг/м |
0,13 |
|
Расчет осевой концентрации золы на различных расстояниях |
|||
24 |
Коэффициенты на расстояниях (по формуле (32) Приложения 2 с использованием значений коэффициентов согласно строкам 42-44 примера 2) |
||
=50 м, =(1-0,446)·0,232·1+0,446·3,84 |
– |
1,84 |
|
=100 м, =(1-0,446)·0,633·1+0,446·3,84 |
– |
2,06 |
|
=200 м, =(1-0,446)·0,999·1+0,446·1,33 |
– |
1,15 |
|
=400 м, =(1-0,446)·0,779·1+0,446·0,779 |
– |
0,779 |
|
=1000 м, =(1-0,446)·0,296·1+0,446·0,296 |
– |
0,296 |
|
25 |
Концентрация на расстояниях (по формуле (31) Приложения 2) |
||
=50 м, =0,12·1·1,84 |
мг/м |
0,22 |
|
=100 м, =0,12·1·2,06 |
мг/м |
0,25 |
|
=200 м, =0,12·1·1,15 |
мг/м |
0,14 |
|
=400 м, =0,12·1·0,779 |
мг/м |
0,093 |
|
=1000 м, =0,12·1·0,296 |
мг/м |
0,036 |
Пример 4. Котельная с теми же параметрами и при тех же условиях, что в примере 1, расположенная в ложбине. Ветер направлен поперек ложбины.
Согласно расчетам в примере 1 (для ровного места) для двуокиси серы =0,19 мг/м, =430 м; для золы =0,12 мг/м , =215 м.
N п/п |
Характеристики, обозначения, расчет |
Единица |
Значение |
|||
1 |
Глубина ложбины, |
м |
70 |
|||
2 |
Полуширина основания ложбины, |
м |
600 |
|||
3 |
Расстояние от середины ложбины до источника, |
м |
200 |
|||
4 |
Параметр (по п.4.2) |
– |
0,5 |
|||
5 |
Параметр (по п.4.2) |
– |
9 |
|||
6 |
Отношение |
– |
0,3 |
|||
7 |
Функция (пo рис.4.1) |
– |
0,8 |
|||
8 |
Коэффициент (по табл.4.1) |
– |
2,0 |
|||
9 |
Коэффициент (по формуле (4.1)) |
– |
1,8 |
|||
10 |
Коэффициент (по п.4.3) |
– |
9,57 |
|||
Расчет концентрации двуокиси серы |
||||||
11 |
Максимальная концентрация (по формуле (2.1)) или по соотношению |
мг/м |
0,34 |
|||
12 |
Расстояние (по формуле (2.13)) |
м |
335 |
|||
13 |
Правая часть формулы (4.2) |
м |
2400 |
|||
14 |
Коэффициент для расстояния по п.2.14 |
|||||
=50 м, =0,149 |
– |
0,108 |
||||
=100 м, =0,298 |
– |
0,345 |
||||
=200 м, =0,597 |
– |
0,817 |
||||
=400 м, =1,19 |
– |
0,954 |
||||
=1000 м, =2,98 |
– |
0,524 |
||||
=3000 м, (см. пример 1) |
– |
0,154 |
||||
15 |
Концентрация для расстояния (по формуле (2.22)) |
|||||
=50 м, =0,34·0,108 |
мг/м |
0,04 |
||||
=100 м, =0,34·0,345 |
мг/м |
0,12 |
||||
=200 м, =0,34·0,817 |
мг/м |
0,27 |
||||
=400 м, =0,34·0,954 |
мг/м |
0,32 |
||||
=1000 м, =0,34·0,524 |
мг/м |
0,18 |
||||
=3000 м, (см. пример 1) |
мг/м |
0,03 |
||||
Расчет концентрации золы |
||||||
16 |
Максимальная концентрация (по формуле (2.1)) или по соотношению |
мг/м |
0,22 |
|||
17 |
Расстояние (по формуле (2.13)) |
м |
168 |
|||
18 |
Величина (по формуле (4.2)) |
м |
1200 |
|||
19 |
Коэффициент для расстояния (по п.2.14 и рис.2.4) |
|||||
=50 м, =0,298 |
– |
0,345 |
||||
=100 м, =0,595 |
– |
0,815 |
||||
=200 м, =1,19 |
– |
0,954 |
||||
=400 м, =2,38 |
– |
0,651 |
||||
=1000 м, =5,95 |
– |
0,202 |
||||
=3000 м, (см. пример 1) |
– |
0,028 |
||||
20 |
Концентрация на расстоянии (по формуле (2.22)) |
|||||
=50 м, =0,22·0,345 |
мг/м |
0,08 |
||||
=100 м, =0,22·0,815 |
мг/м |
0,18 |
||||
=200 м, =0,22·0,954 |
мг/м |
0,21 |
||||
=400 м, =0,22·0,651 |
мг/м |
0,14 |
||||
=1000 м, =0,22·0,202 |
мг/м |
0,04 |
||||
=3000 м, (см. пример 1) |
мг/м |
0,003 |
Текст документа сверен по:
официальное издание
Л.: Гидрометеоиздат, 1987
Расчет предельно допустимых выбросов осуществляется в отношении каждого
загрязняющего вещества, поступающего в атмосферный воздух.
Проект ПДВ (НДВ)
Разработка / согласование
Цена от 20 000 руб.
Срок от 4 месяцев
Когда нужен фон в НДВ?
Учет фоновой концентрации при расчете предельно допустимых выбросов
осуществляется при выполнении условия за границами земельного участка, на котором расположен объект ОНВ:
где
qпр.j – значение Cпр.j в долях ПДКj ;
Для загрязняющих веществ, выбрасываемых стационарными источниками объекта ОНВ, для которых условие выполняется, учитывается фоновый уровень загрязнения атмосферного воздуха для конкретных загрязняющих веществ, а также для смесей загрязняющих веществ, обладающих суммацией действия (комбинированным действием). При этом рассматриваются смеси загрязняющих веществ, которые образованы загрязняющими веществами, выбрасываемыми стационарными источниками объекта ОНВ, для которых условие выполняется с учетом фонового
уровня загрязнения атмосферного воздуха.
Где брать фоновые концентрации?
Данные о фоновом уровне загрязнения атмосферного воздуха (фоновых концентрациях загрязняющих веществ) запрашиваются в организациях федерального органа исполнительной власти в области гидрометеорологии и смежных с ней областях.
Зачастую Гидрометцентры ведут наблюдения по самым распространённым загрязняющим веществам, таким как: азота диоксид, азота оксид, оксид углерода.
«В отношении загрязняющих веществ, по которым не осуществляется государственный мониторинг атмосферного воздуха, фоновый уровень загрязнения атмосферного воздуха определяется на основе данных сводных расчетов загрязнения атмосферного воздуха в случае, если такие расчеты проводятся на территории населенного пункта, его части или территории индустриального (промышленного) парка в соответствии со статьей 22.1 Федерального закона от 04.05.1999 N 96-ФЗ “Об охране атмосферного воздуха” (Собрание законодательства Российской Федерации, 1999, N 18, ст. 2222; 2019, N 30, ст. 4097). В данном случае сведения о фоновых концентрациях загрязняющих веществ запрашиваются в органах государственной власти соответствующего субъекта Российской Федерации, или, при проведении сводных расчетов для городских округов – участников эксперимента по квотированию выбросов, – в соответствующем территориальном органе Росприроднадзора».
Такие наблюдения ведутся по 12 городам: Братск, Красноярск, Липецк, Череповец, Челябинск, Магнитогорск, Нижний Тагил, Чита, Медногорск, Новокузнецк, Норильск, Омск.
До подачи заявления в РПН для установления точки фона по сводным расчетам требуется предварительно провести расчеты рассеивания в точках ориентировочной СЗЗ. Далее необходимо определить перечень веществ, по которым выполняется условие, описанное в формуле выше и уже после этого формировать Заявление на выдачу справки о фоновом уровне загрязнения атмосферного воздуха (долгопериодных, максимально-разовых концентраций ЗВ) в территориальный орган Росприроднадзора. К заявлению, в качестве приложения, необходимо прикрепить:
- Описание расположения объекта НВОС;
- Перечень и коды загрязняющих веществ, по которым требуется выдать справку о
фоновом уровне загрязнения атмосферного воздуха, перечень контрольных точек,
расчетный сезон; - Ситуационную карту-схему с указанием ЗОУТ, географических координат объекта НВОС
и контрольных точек для определения фоновых концентраций.
Услуга бесплатная. Срок предоставления до 20 рабочих дней.
Нужно разработать / согласовать Проект ПДВ (НДВ)
Цена от 20 000 руб.
Срок от 4 месяцев
Узнать подробнее
Об разработке / согласовании Проекта ПДВ (НДВ)
Можно на нашем сайте
Подпишитесь на наш канал