Математическое моделирование процессов рассеяния вредных веществ в атмосферном воздухе

Чтобы получить информацию о пространственной изменчивости концентраций вредных веществ в воздухе и по экспериментальным данным составить карту загрязнения воздуха, необходимо систематически проводить отборы проб воздуха в узлах регулярной сетки с шагом не более 2 км. Такая задача практически невыполнима. Поэтому для построения полей концентрации используются методы математического моделирования процессов рассеяния примесей в атмосферном воздухе, реализуемые на ЭВМ. Математическое моделирование предполагает наличие достоверных данных о метеорологических особенностях и параметрах выбросов. Применимость моделей к реальным условиям проверяется по данным сетевых или специально организованных наблюдений. Расчетные концентрации должны совпадать с наблюдаемыми в точках отбора проб.

Моделью может служить любая алгоритмическая или аналоговая система, позволяющая имитировать процессы рассеяния примесей в атмосферном воздухе.

В нашей стране наибольшее распространение получила модель профессора М.Е. Берлянда. В соответствии с этой моделью степень загрязнения атмосферного воздуха выбросами вредных веществ из непрерывно действующих источников определяется по наибольшему рассчитанному значению разовой приземной концентрации вредных веществ (С_м), которая устанавливается на некотором расстоянии (х_м,) от места выброса при неблагоприятных метеорологических условиях, когда скорость ветра достигает опасного значения (V_м), и в приземном слое происходит интенсивный турбулентный обмен. Модель позволяет рассчитывать поле разовых максимальных концентраций примеси на уровне земли при выбросе из одиночного источника и группы источников, при нагретых и холодных выбросах, а также дает возможность одновременно учесть действие разнородных источников и рассчитать суммарное загрязнение атмосферы от совокупности выбросов стационарных и передвижных источников.

Алгоритм и порядок проведения расчетов полей максимальных концентраций изложены в "Методике расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД - 86" и в соответствующих инструкциях к программам расчетов.

В результате проведенных расчетов на ЭВМ получаются:

· максимальные концентрации примесей в узлах расчетной сетки, мг/м³;

· максимальные приземные концентрации (С_м) и расстояния, на которых они достигаются (Х_м), для источников выбросов вредных веществ;

· доля вклада основных источников выбросов в узлах расчетной сетки;

· карты загрязнения атмосферного воздуха (в долях ПДКмр);

· распечатка входных данных об источниках загрязнения, метеорологических параметрах, физико-географических особенностях местности;

· перечень источников, дающих наибольший вклад в уровень загрязнения атмосферного воздуха;

· другие данные.