Построение изолиний концентраций вредных атмосферных выбросов с учетом розы ветров

 

Федеральное государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 

Политехнический институт 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Расчетно-графическое  задание №3 по экологии на тему:

«Построение изолиний концентраций вредных атмосферных выбросов с учетом розы ветров» 

Вариант 12. 
 
 
 
 

Выполнил:

Проверил: Барашков В.А 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                

Красноярск 2008. 
 
 
 

 Определение направления и  частоты (повторяемости) ветра 

 Направление ветра определяется стороной света, откуда дует ветер, т. е. севера, юга, востока, запада. Кроме того, учитываются промежуточные направления, т. е. северо-восток, юго-запад и, т. д. Направление ветра носит название румба. Оно определяется с помощью флюгера.

  Графически можно изобразить это так, как показано на рис. 1.

                                               Рис. 1. Румбы 

 Частота ветра в данной местности имеет большое значение при определении зоны влияния источника техногенных выбросов в атмосферу. При планировании размещения населенных пунктов относительно промышленных объектов. Графическое изображение частоты (повторяемости) ветра по румбам носит название розы ветров.

 Роза  ветров строится на основе наблюдений за повторяемостью ветра определенного направления (румба) в течение не менее года

 Рассмотрим  пример составления розы ветров по следующим данным. П р и м е р : Наблюдения за направлением ветра производились через один день в течение високосного года, т. е. 183 раза за год. Из этих 183 раз ветры дули с севера 15 раз. с северо-востока - 30 раз. с востока - 8 раз. с юго-востока - 14 раз. с юга - 4 раза, с юго-запада - 19 раз, с запада - 28 раз. с северо-запада - 60 раз, 5 раз был отмечен штиль.

 Составление графика. Из центра проводят восемь линий (румбов) и на каждой из них откладывают число повторяемости ветров в год в каждом направлении; безветренные дни отмечают окружностью, причем радиус должен соответствовать числу дней штиля (рис. 2). 
 

 
 

 Рис. 2. Роза ветров с северо-западным господствующим ветром  

 Зона  влияния точечного  источника техногенных  атмосферных

 выбросов.

 Цель  работы: Продолжить исследование вопроса о рассеивании вредных веществ из точечного отдельно стоящего источника выбросов в соответствии с ОНД-86. Определить размеры санитарно-защитной зоны по заданным исходным данным. 

 Зона  влияния отдельного источника представляет собой круг, радиус которого оценивается как наибольшее из двух расстояний от источника: Х\ и Х₂, где Х = 10X_м, Х_м - расстояние от источника в зоне выброса, на котором регистрируется максимальная концентрация вредного вещества, Х₂ -расстояние от источника, начиная с которого концентрация вредного вещества в зоне выброса С < 0,05 ПДК_СС.

 Размеры санитарно-защитной зоны (СЗЗ) устанавливаются в соответствии с классом вредности предприятия по СанПиН 2.2.1/2.2.1984-00:

 -предприятие первого класса                   1000м

 -предприятие  второго класса                     500м

 -предприятие  третьего класса                    300м

 -предприятие  четвертого класса                100м

 -предприятие пятого класса                        50м

 Если  на нормируемой границе С > ПДК_СС, то положение внешней границы СЗЗ определяется расчетным путем. Иначе говоря, возможность размещения населенного пункта вблизи источника выброса определяется условием

 ^{С = С_в + С_ф<пдк_сс,}

 где   С_в   -   концентрация   вредного   вещества,   создаваемая   источником выбросов; С - фоновая концентрация вредного вещества в атмосфере.

 Общие принципы расчета расстояния от центра санитарно-защитной зоны (СЗЗ) до ее внешней границы в заданном направлении:

 1. Определяется расстояние от центра выброса l₀, на котором С -ПДК_СС; 
 
 

 2. Расстояние   от   центра   выброса   до   внешней   границы   СЗЗ 
корректируется   в    соответствии    с   вытянутостью    розы    ветров    в 
рассматриваемом направлении по формуле 

 

 

 где    Р(%)    —    среднегодовая    повторяемость    направления    ветров рассматриваемого румба;

 P(%) - повторяемость направлений ветров одного румба при круговой зоне ветров, при восьмирумбовой розе ветров 100/8 = 12,5%.

 Роза  ветров может быть построена в  относительных единицах, когда ее вытянутость определяется отношением P/P₀. В розе ветров вытянутость означает направление от стороны света. При расчете границы СЗЗ ее вытянутость считается от центра СЗЗ,

 По  описанному выше принципу строятся изолинии любых концентраций. 

 Построение  изолинии концентрации.

   Концентрация диоксида серы в приземном слое воздуха, равная ПДК_СС, наблюдается на расстоянии 1050 м от источника выброса, концентрация 0,8 ПДК_СС - на расстоянии 1200 м, а концентрация             0,5 ПДК_СС - на расстоянии 1700 м (табл. 1). В табл. 1 приведена также повторяемость ветра по румбам.

 Проведем  расчет изолинии концентраций диоксида серы с учетом розы ветров.

  

 Таблица 1

  Построение изолиний концентраций (в долях ПДК_СС) с учетом вытянутости среднегодовой розы ветров 

 
 
 
 
 
 

 Таблица 2 (результаты расчетов)

 Расстояние  от источника выброса до изолиний 1 ПДК; 0,8 ПДК; 0,5 ПДК

 по сторонам света 

 

 

 Рис. 3 Роза ветров в относительных единицах 

 

 Рис. 4. Изолинии концентрации С₁ - 1 ПДК; С₂ - 0.8 ПДК: С₃ - 0.5 ПДК 

 Вывод: На основе исходных данных о техногенных  выбросах точечного источника сделаны  расчеты изолиний концентраций диоксида серы с учетом вытянутости розы ветров. Размещение населенного пункта относительно источника выбросов возможно вне зоны, очерченной изолинией С₁ = 1 ПДК_СС. Определены также изолинии концентраций С₂ = 0,8 ПДК_СС и С₃ = 0,5 ПДК_СС, имеющие значение для санитарно-гигиенических оценок экологической ситуации в районе выбросов.