CC BY
9
ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛИ ВЛИЯНИЯ МЕТЕОУСЛОВИЙ НА РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ
А.И. Ситников, к.т.н., доцент, А.А. Толстых, В.А. Власов, Воронежский институт МВД России, г. Воронеж
В современных реалиях проблема загрязнения атмосферного воздуха автотранспортом является достаточно актуальной, в связи с постоянным ростом транспортных средств [1]. Для эффективной оценки загрязнения воздуха на основе косвенных данных [2], таких как плотность движения автотранспортных средств и погодные условия, необходимо составить модель, учитывающую метеорологическую обстановку в контролируемом районе.
Для построения математической модели необходимо рассмотреть выбросы единичного источника, а далее интерполировать результаты на более чем один источник. Максимальное значение концентрации вредного вещества, при выбросе газовоздушной смеси из одиночного источника с круглым устьем, рассчитывается по следующей формуле [3]:
ЛШ
с __тп
т ТТ2
Н23УАТ ' (!)
где А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы; М (г/с) - масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени; F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе; тип- коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса; Н (м) - высота источника выброса над уровнем земли; ДТ (°С) - разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси и температурой
-5
окружающего атмосферного воздуха; V (м /с) - расход газовоздушной смеси. Для поставленной задачи примем, что высота источника загрязнения не превышает одного метра над уровнем земной поверхности, так как выхлопные трубы автотранспортных средств конструктивно находятся в нижней части автомобиля за редкими исключениями.
Рассмотрим зависимости радиуса загрязнённости при различных параметрах, при прочих равных условиях. Для удобства вычислений, положим прочие коэффициенты равными нулю. На рис. 1 представлена зависимость радиуса загрязнения от разности температур ДТ:
Рис. 1. Зависимость радиуса загрязнения при изменении разности температур ДТ
Таким образом, чем больше абсолютная разность температур загрязняющей газовоздушной смеси и атмосферы, тем меньшее пространство будет загрязнено.
Мощность эмиссии в отработанных газах автотранспорта для каждого из газов рассчитывается отдельно на конкретном участке дороги. Рассчитывается по формуле:
д = 2.06 -10"4 т [[ ОлМлКк ОшЫшКа ], (2)
где д - мощность эмиссии данного вида загрязнений от транспортного потока на конкретном участке дороги; т - коэффициент, учитывающий дорожные и автотранспортные условия в зависимости от средней скорости транспортного потока, определяемой в соответствии с ВСН 25-86 «Указания по обеспечению безопасности движения на автомобильных дорогах», Минавтодор, т = 0,17; 0,к - средний эксплуатационный расход топлива для данного типа карбюраторных автомобилей; - то же для дизельных автомобилей; ^^ -расчётная перспективная интенсивность движения каждого выделенного типа карбюраторных автомобилей; - то же для дизельных автомобилей; К и К -коэффициенты, принимаемые для данного компонента загрязнения для карбюраторных и дизельных типов двигателей соответственно.
Рассмотренная модель построения загрязнения воздуха от единичного источника позволяет оценивать загрязнение от множества источников как их суперпозицию. Необходимо так же учесть влияние погодных условий, в качестве корректирующих коэффициентов, которые приводятся в справочной литературе. Основным достоинством такого подхода является малая вычислительная сложность при его последующей автоматизации, что позволит контролировать загрязненность на достаточно больших территориях.
Список использованной литературы
1. Федеральная служба государственной статистики. URL: http://www.gks.ru// (дата обращения 28.11.2016)
2. Ситников А.И., Толстых А.А., Власов В.А. О возможности оценки загрязнения воздуха городской территории выхлопами автотранспорта на основании данных видеофиксации // Современные технологии обеспечения гражданской обороны и ликвидации последствий чрезвычайных обстоятельств: Сб. ст. по матер. Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. уч., 28-29 апр. 2016 г. / Воронежский институт ГПС МЧС России. - Воронеж, 2016. - С. 488 - 489.
3. Иванов Н.И., Фадин И.М. Инженерная экология и экологический менеджмент: учебник. - М.: Логос, 2011. - 518 с.
