Научный журнал
Международный журнал экспериментального образования

ISSN 2618–7159
ИФ РИНЦ = 0,431

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ВЫБРОСАМИ С УЧЕТОМ ВЫСОТЫ УСТЬЯ ИСТОЧНИКОВ И ВЛИЯНИЯ ЗАСТРОЙКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ

Айдосов А.А. 1 Айдосов Г.А. 1 Данаев Н.Т. 1 Ажиева Г.И. 1 Нарбаева С.М. 1
1 НИИ математики и механики Республиканского государственного предприятия на праве хозяйственного ведения «Казахский национальный университет им. аль-Фараби» Министерства образования и науки Республики Казахстан
1. Айдосов А.А., Дюсенова Ж.А., Айдосов Г.А., Кожаметов С.Н. Исследование состояния воздушного бассейна с учетом взаимодействия природно-климатических условий и техногенных факторов // Труды 7-й Международной научно-практической конференции. – Алматы, том II. – 2005. С. 283-289.
2. Бакирбаев Б., Керимкул Ж. Численная модель турбулентной диффузии примесей в пограничном слое атмосферы // Природопользование и проблемы антропосферы: Вестн. ТарГУ им. М.Х. Дулати. – Тараз, 2001. – № 4. – С. 123-130.
3. Палюх Б.В., Ветров А.Н. Использование методов математического моделирования в системе мониторинга безопасности городского хозяйства // Научная конференция, посвященная 70-летию со дня рождения академика В.А. Мельникова. – М.
4. Perminov V. Mathematical modeling of crown forest fire initiation // Lecture Notes in Computer Science, Vol. 2667, 2003. – P. 549-557.
5. Берлянд М.Е. К теории турбулентной диффузии // Тр. ГГО, вып. 138, С. 31-37. 1963.
6. Банин А.П. Эффективность мероприятий по оценке природных ресурсов. – М.: Стройиздат, 1979. – 88 с.
7. Miyakoda K., Rosati A. One-way nested grid models: The interface condition and the numerical accuracy // Mon. Weather Review. – 1977. – Vol. 105. – P. 1092–1107.
8. Гришин А.М. Математические модели лесных пожаров и новые способы борьбы с ними. – Новосибирск: Наука, 1992.

Введем обозначения, используемые при построении математической модели C, Cx, Cy – концентрация вредных веществ в наружном воздухе, мг/м3; M – количество вредных веществ, выбрасываемых источником в атмосферу, мг/с; k – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние возвышения устья источника на уровень загрязнения; v – расчетная скорость ветра, принимаемая по рекомендации Главного санитарно-эпидемиологического управления равной 1 м/с; Hзд – высота здания от поверхности земли до его крыши при плоской кровле, до конька крыши при двускатной кровле, до верха карниза фонаря при продольных фонарях, расположенных ближе 3 м от наветренной стены здания, м; l – длина здания (размер, перпендикулярный направлению ветра), м; b – ширина здания (размер вдоль направления ветра), м; x – расстояние от заветренной стены здания до точки, в которой определяется концентрация, м; S, S1, S2, S3, S4 – вспомогательная безразмерная величина, позволяющая определять концентрации вредных веществ на расстоянии y, м, по перпендикуляру от оси факела выброса из точечных источников; b1 – расстояние в пределах крыши широкого здания от его наветренной стороны до точки, в которой определяется концентрация, м; b2 – расстояние в пределах крыши широкого здания от источника до точки, в которой определяется концентрация, м; L – количество газовоздушной смеси, выбрасываемой из источника м3/с; m – безразмерный коэффициент, показывающий какое количество выделяемых источником примесей участвует в загрязнении циркуляционных зон; b3 – расстояние в пределах крыши широкого здания от источника до заветренной стены здания, м; H~ – относительная высота здания, равная (H–1,8Hзд)/(Hгр–1,8Hзд) при расположении устья источника вне единой или межкорпусной зоны узкого здания и над наветренной зоной широкого здания и равная (H–Hзд)/(Hгр–Hзд) при расположении устья источника вне наветренной, над заветренной или над межкорпусной зоной широкого здания; Hгр – предельная высота низких источников, м; x1 – расстояние между зданиями;

Источники вредных веществ, загрязняющие циркуляционные зоны зданий, следует относить к низким.

Граничное положение устья источника, до которого он действует как низкий, находят по формулам:

для узкого отдельно стоящего здания

Нгр=0,36b3+2,5Hзд; (1)

для широкого отдельно стоящего здания

Нгр=0,36b3+1,7Hзд; (2)

для группы зданий

Нгр=0,36(b3+x1)+Hзд, (3)

где b3 – расстояние от источника, расположенного в пределах крыши, до заветренной стены здания.

Источники, выбрасывающие вредные вещества на высоте, превышающей Нгр и не загрязняющие циркуляционные зоны над и за зданием, следует относить к высоким.

Формулы для расчета концентраций вредных веществ в наружном воздухе при загрязнении его выбросами из низких источников выбирают в зависимости от вида здания, вида источника, места расположения устья источника и места определения концентраций.

Узкое отдельно стоящее

В единой циркуляционной зоне или над ней

В единой циркуляционной зоне при 0≤x≤6Hзд

aid1.wmf

aid2.wmf

aid3.wmf

aid4.wmf (4)

Вне циркуляционной зоны за зданием при x>6Hзд

aid5.wmf aid6.wmf (5)

Широкое отдельно стоящее

В наветренной циркуляционной зоне

На крыше в наветренной циркуляционной зоне при b1≤2,5Hзд

aid7.wmf

aid8.wmf

aid9.wmf. (6)

На крыше вне наветренной циркуляционной зоны при b1≥2,5Hзд

aid10.wmf

aid11.wmf

aid12.wmf. (7)

В заветренной циркуляционной зоне при 0

aid13.wmf

aid14.wmf

aid15.wmf (8)

Вне заветренной циркуляционной зоны за зданием при x>4Hзд

aid16.wmf

aid17.wmf

aid18.wmf. (9)

Вне наветренной циркуляционной зоны над крышей при H~<0,3.

На крыше вне наветренной циркуляционной зоны при b1≥2,5Hзд

aid19.wmf

aid20.wmf

aid21.wmf (10)

В заветренной циркуляционной зоне при 0

aid22.wmf

aid23.wmf

aid24.wmf, (11)

Вне заветренной циркуляционной зоны за зданием при x>4Hзд

aid25.wmf

aid26.wmf

aid27.wmf (12)

Вне наветренной циркуляционной зоны над крышей при H>0,3

На крыше вне наветренной циркуляционной зоны при b1≥2,8(H–Hзд) и y<(H–Hзд)

aid28.wmf

aid29.wmf (13)

В заветренной циркуляционной зоне при 0

aid30.wmf

aid31.wmf

aid32.wmf. (14)

Вне заветренной циркуляционной зоны за зданием при x>4Hзд

aid33.wmf

aid34.wmf

aid35.wmf (15)

В заветренной циркуляционной зоне или над ней

В заветренной циркуляционной зоне при 0

aid36.wmf

aid37.wmf

aid38.wmf. (16)

Вне заветренной циркуляционной зоны за зданием при x>4Hзд

aid39.wmf

aid40.wmf

aid41.wmf. (17)

Группа зданий

В наветренной циркуляционной зоне первого по потоку широкого здания

В межкорпусной циркуляционной зоне при Hзд

aid42.wmf

aid43.wmf

aid44.wmf. (18)

В межкорпусной циркуляционной зоне при 4Hзд

aid45.wmf

aid46.wmf

aid47.wmf. (19)

Вне наветренной циркуляционной зоны первого по потоку широкого здания на крыше при H~<0,3

В межкорпусной циркуляционной зоне при Hзд

aid48.wmf

aid49.wmf

aid50.wmf. (20)

В межкорпусной циркуляционной зоне при 4Hзд

aid51.wmf

aid52.wmf

aid53.wmf. (21)

Вне наветренной циркуляционной зоны первого по потоку широкого здания на крыше при H~>0,3.

В межкорпусной циркуляционной зоне при Hзд

aid54.wmf

aid55.wmf. (22)

В межкорпусной циркуляционной зоне при 4Hзд

aid56.wmf

aid57.wmf. (23)

В межкорпусной циркуляционной зоне при первом по потоку широком здании и H~<0,3

В межкорпусной циркуляционной зоне при Hзд

aid58.wmf

aid59.wmf

aid60.wmf. (24)

В межкорпусной циркуляционной зоне при 4Hзд

aid61.wmf

aid62.wmf

aid63.wmf. (25)

Над межкорпусной циркуляционной зоной при первом по потоку широком здании и H~>0,3

В межкорпусной циркуляционной зоне при Hзд

aid64.wmf

aid65.wmf. (26)

В межкорпусной циркуляционной зоне при 4Hзд

aid66.wmf

aid67.wmf. (27)

В межкорпусной циркуляционной зоне или над ней при первом по потоку узком здании

В межкорпусной циркуляционной зоне при Hзд

aid68.wmf

aid69.wmf

aid70.wmf. (28)

В межкорпусной циркуляционной зоне при 6Hзд

aid71.wmf

aid72.wmf

aid73.wmf. (29)

За расчетное принимают направление ветра, перпендикулярное продольной стороне здания. При продольном направлении ветра концентрации вредных веществ будут меньше.

Понижающие коэффициенты S, S1, S2, S3 и S4, вводимые при выборе мест воздухозаборов и решении других задач, связанных с определением концентраций, подсчитывают по формулам, а при расчете концентрации вредных веществ за вторым и последующими зданиями по направлению ветра поступление вредных веществ определяют с учетом расстояния x по оси факела и расстояния y, перпендикулярного оси факела.

aid74.wmf

aid75.wmf

aid76.wmf

aid77.wmf

aid78.wmf (30)


Библиографическая ссылка

Айдосов А.А., Айдосов Г.А., Данаев Н.Т., Ажиева Г.И., Нарбаева С.М. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ВЫБРОСАМИ С УЧЕТОМ ВЫСОТЫ УСТЬЯ ИСТОЧНИКОВ И ВЛИЯНИЯ ЗАСТРОЙКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ // Международный журнал экспериментального образования. – 2013. – № 11-3. – С. 236-239;
URL: http://expeducation.ru/ru/article/view?id=4372 (дата обращения: 19.01.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074