Таблица коэффициентов рассеивания в атмосфере ОНД-86: расчет по высоте и метео

Оглавление статьи

• 1. Введение в методику расчета рассеивания в атмосфере
• 2. Основы ОНД-86 и переход к новым методам
• 3. Коэффициент стратификации атмосферы А
• 4. Влияние высоты источника на рассеивание
• 5. Метеорологические факторы и их учет
• 6. Коэффициент оседания веществ F
• 7. Практические примеры расчетов
• 8. Современные методы расчетов (МРР-2017)
• 9. Программные средства для расчетов
• 10. Часто задаваемые вопросы

1. Введение в методику расчета рассеивания в атмосфере

Расчет рассеивания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе является фундаментальной задачей экологического нормирования промышленных выбросов. Точность этих расчетов напрямую влияет на определение предельно допустимых выбросов (ПДВ), размеров санитарно-защитных зон и оценку воздействия предприятий на окружающую среду.

Основу российской системы расчетов рассеивания долгое время составляла методика ОНД-86, разработанная Главной геофизической обсерваторией имени А.И. Воейкова и утвержденная Госкомгидрометом СССР в 1986 году. Эта методика учитывает специфические климатические и географические особенности территории России и стран СНГ, что делает ее более точной для местных условий по сравнению с зарубежными аналогами.

2. Основы ОНД-86 и переход к новым методам

Методика ОНД-86 основана на решении уравнения турбулентной диффузии в атмосфере с учетом российских климатических условий. Основная формула для расчета максимальной приземной концентрации имеет вид:

Переход к новым методам расчетов в 2018 году был обусловлен необходимостью учета современных требований экологического законодательства и международных стандартов. Новые методы сохранили основные принципы ОНД-86, но внесли уточнения в определение коэффициентов и добавили возможность расчета долгопериодных средних концентраций.

3. Коэффициент стратификации атмосферы А

Коэффициент А является одним из наиболее важных параметров в расчетах рассеивания, так как он характеризует климатические условия конкретного региона и определяет интенсивность турбулентного обмена в атмосфере. Значение этого коэффициента зависит от температурной стратификации атмосферы и варьируется в зависимости от географического положения.

Территория России разделена на пять основных климатических зон с различными значениями коэффициента А. Самые высокие значения (250) характерны для районов с континентальным климатом и высокой турбулентностью атмосферы - Средняя Азия южнее 40° с.ш., Бурятия и Читинская область. Минимальные значения (140) установлены для центральных регионов России с более стабильными метеорологическими условиями.

4. Влияние высоты источника на рассеивание

Высота источника выброса является критическим фактором, определяющим эффективность рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере. Чем выше расположен источник выброса, тем больше времени и пространства имеют загрязняющие вещества для разбавления в атмосферном воздухе до достижения приземного слоя.

В расчетах используются коэффициенты m и n, которые зависят от параметра f, характеризующего подъем газовоздушной смеси. Для низких источников (до 10 м) применяются пониженные значения коэффициентов, что отражает менее эффективное рассеивание. Источники высотой свыше 100 м получают максимальные коэффициенты, обеспечивающие наилучшие условия для рассеивания.

5. Метеорологические факторы и их учет

Климатические условия оказывают решающее влияние на процессы рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере. Для расчетов применяются климатические данные согласно СП 131.13330.2020 "Строительная климатология" (актуализированная редакция СНиП 23-01-99), который содержит актуальные данные для 440 населенных пунктов России. Основными факторами являются скорость и направление ветра, температурная стратификация атмосферы, влажность воздуха и атмосферное давление.

Опасная скорость ветра - это скорость, при которой достигается максимальная приземная концентрация загрязняющих веществ. Она рассчитывается индивидуально для каждого источника выброса и обычно составляет от 1 до 7 м/с. При более высоких скоростях ветра происходит более интенсивное рассеивание, что снижает приземные концентрации.

Температурная разность между выбрасываемой газовоздушной смесью и окружающим воздухом также критически важна. Чем больше эта разность, тем выше поднимается струя выброса, что способствует лучшему рассеиванию. В летний период, когда температура окружающего воздуха максимальна, эффективность рассеивания горячих выбросов снижается.

6. Коэффициент оседания веществ F

Коэффициент F учитывает физико-химические свойства загрязняющих веществ и их способность к гравитационному оседанию под действием силы тяжести. Этот коэффициент особенно важен для расчета рассеивания твердых частиц и аэрозолей, которые имеют различную скорость оседания в зависимости от размера и плотности частиц.

Для газообразных веществ и мелкодисперсных аэрозолей размером менее 10 микрометров коэффициент F принимается равным 1, что означает отсутствие значимого гравитационного оседания. Для более крупных частиц значение коэффициента увеличивается до 2-3 в зависимости от эффективности систем газоочистки.

7. Практические примеры расчетов

Рассмотрим практический пример расчета максимальной приземной концентрации для типового промышленного источника. Исходные данные: предприятие находится в Екатеринбурге (А=180), высота трубы 50 м, выброс диоксида серы 5 г/с, температура выброса 150°С, температура воздуха 25°С.

Данный пример показывает типичную последовательность расчетов и позволяет понять взаимосвязь между различными параметрами. В реальных условиях расчеты выполняются с использованием специализированного программного обеспечения, которое автоматизирует все вычисления и учитывает множество дополнительных факторов.

8. Современные методы расчетов (МРР-2017)

Новые методы расчетов рассеивания, введенные в действие с 2018 года, сохранили основные принципы ОНД-86, но внесли ряд важных уточнений и дополнений. Основные изменения касаются учета рельефа местности, расчета долгопериодных средних концентраций и уточнения коэффициентов для различных типов источников.

Введено понятие виртуального источника выброса, которое позволяет объединять группы точечных источников для упрощения расчетов. Расширены возможности учета влияния застройки на рассеивание выбросов, что особенно актуально для городских территорий.

Значительно детализирован учет рельефа местности. Если перепад высот превышает 50 м на 1 км, требуется использование топографических карт масштабом 1:25000 или 1:10000 для точного определения коэффициента рельефа η.

9. Программные средства для расчетов

Современные расчеты рассеивания выполняются с использованием специализированного программного обеспечения, которое обеспечивает высокую точность вычислений и соответствие требованиям нормативных документов. Наиболее распространенными в России являются программные комплексы семейства "Эколог" и "ЭКОцентр".

Программа УПРЗА (Унифицированная программа расчета загрязнения атмосферы) "Эколог" поддерживает как расчеты по ОНД-86, так и по новым методам МРР-2017. Она позволяет выполнять расчеты для всех типов источников выбросов, учитывать влияние застройки и рельефа местности, строить карты изолиний концентраций.

10. Часто задаваемые вопросы