Пример 3. Курганский государственный университет Кафедра Экология и безопасность жизнедеятельности задание на курсовую работу по дисциплине Безопасность и экологичность транспортных систем
 Скачать 363.03 Kb.
|
|
– Выбросы ЗВ на каждом перекрестке по направлениям. ул.Красина – ул.Коли Мяготина:
ул. Красина – ул. Гоголя, г/мин
Теперь посчитаем общие выбросы загрязняющих веществ на всем перекрестке в обоих случаях и сведем результаты в таблицу 5. 1. МСО = (0,32148+0,336366+0,168586+0,313106)/60 = 0,0189923 г/с 2. МNOx = (0,45144+0,46816+0,21344+0,42872)/60 = 0,0260293 г/с 3. МСН = (0,07920+2,87608+1,82816+3,73704)/60 = 0,142008 г/с 4. МС = (0,23256+0,25312+0,17632+1,28616)/60 = 0,0324693 г/с 5. МSO2 = (0,12312+2,515968+0,080736+0,106984)/60 = 0,0471134 г/с 6. Мф = (1,10069+1,0818752+0,3759328+1,18278)/60 = 0,0623546 г/с 7. Мб = (4,11264+4,130504+2,46848+2,9256)/60 = 3,35145E-07 г/с Аналогично для второго перекрестка. Таблица 5 – Выбросы ЗВ на перекрестках ул. Красина - ул. Коли Мяготина, ул. Красина – ул. Гоголя, г/с
Для того, чтобы сравнить полученные выбросы загрязняющих веществ с предельно допустимой концентрацией следует провести расчет рассеивания загрязняющих веществ от автотранспорта с помощью: «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД-86» [2] Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества см (мг/м3) от линейного источника на расстоянии xм (м) от источника определяется по формуле:  (1)Расстояние xм (м) от дороги, на котором приземная концентрация с (мг/м3) при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения см, определяется по формуле:  (1.1)Здесь значения  и  , принимаются равными максимальной концентрации см и расстоянию xм для линейного источника той же мощности М с круглым устьем диаметром Dэ и расходом выбрасываемой газовоздушной смеси V1э. При этом эффективный диаметр устья источника Dэ (м) определяется по формуле (1.2)где: V1 (м3/c) - расход выбрасываемой в единицу времени газовоздушной смеси; 0 (м/с) - средняя скорость выхода газовоздушной смеси; L (м) – длина источника. Эффективный расход выходящей в атмосферу в единицу времени газовоздушной смеси V1э (м3/с) определяется по формуле  (1.3)Безразмерные коэффициенты s3 и s4 определяются в зависимости от отношения  по формулам: (1.4) (1.5)Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества с’м (мг/м3) при выбросе газовоздушной смеси из линейного источника с круглым устьем достигается на расстоянии x’м (м) от источника и определяется по формуле:  мг/м3, (1.6)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; т и n - коэффициенты. учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса; - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, в случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на 1 км; H (м) - высота источника выброса над уровнем земли; Т (°С) - разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Тг и температурой окружающего атмосферного воздуха Тв. Значения коэффициентов m и n определяются в зависимости от параметров f, vм, и  : (1.7) (1.8) (1.9)где D – эффективный диаметр устья источника, м. Коэффициент m определяется в зависимости от f по формулам  (1.10) (1.11)Коэффициент n при f< 100 определяется в зависимости от vм по формулам: n = 1 при vм 2; (1.12)  (1.13)n = 4,4vм при vм< 0,5. (1.14) При f 100 коэффициент n вычисляется по формулам:  (1.15) (1.16)Расстояние x’м (м) от источника выбросов, на котором приземная концентрация достигает максимального значения с’м, определяется по формуле  (1.17)где: безразмерный коэффициент d при f< 100 находится по формулам  (1.18) (1.19) (1.20)При f> 100 или T 0 значение d находится по формулам  (1.21) (1.22) (1.23)Рассчитаем максимальные значения приземных концентраций вредных веществ на перекрестках ул. Красина – ул. Коли Мяготина и ул. Красина – ул. Гоголя. Расход выбрасываемой в единицу времени газовоздушной смеси V1 принимаем равным 14,4 м3/c; среднюю скорость выхода газовоздушной смеси 0 принимаем равной 0,19 м/с; длина источника L = 70м; разность температур Т составляет 10°С. 1. Определим эффективный диаметр устья источника Dэ по формуле 1.2: Dэ = (2*70*14,4)/(702 *0,19+14,4) = 2,13м. 2. Определяем эффективный расход выхода газовоздушной смеси V1э по формуле 1.3: V1э = (3,14*2,132 *0,19)/4=0,68 м3/c. 3. Рассчитываем коэффициенты m и n в зависимости от параметров f, vм и :Определяем коэффициентfпо формуле 1.7: f = (1000*0,192*2,13)/0,52 *10=30,7 Определяем коэффициент vм по формуле 1.8: vм =0,65*6.603=4,29; Определяем коэффициент по формуле 1.9: = (1,3*0,19*14,4)/0,5=7,11;Находим коэффициент mпо формуле1.10: m = 1/(0,67+0,1*5,54+0,34*3,13)= 0,437 Находим коэффициент n по формуле1.12: n = 1. 4. Определим значение по формуле 1.6 для ул. Красина – ул. Коли Мяготина.1. с’м СО = (160* 0,0189923*1*0,398*1*1)/(0,25*5,241)= 0.923052593 мг/м3; 2. с’м NOx = (160* 0,020293 *1*0,398*1*1)/(0,25*5,241)= 0,986268452 мг/м3; 3. с’м СН = (160* 0,142008 *1*0,398*1*1)/(0,25*5,241)= 6,9017893 мг/м3; 4. с’м С = (160* 0,0324693*1*0,398*1*1)/(0,25*5,241)= 1,578053824 мг/м3; 5. с’м SO2 = (160* 0,0471134 *1*0,398*1*1)/(0,25*5,241)= 2,28977776 мг/м3; 6. с’м ф = (160* 0,0623546 *1*0,398*1*1)/(0,25*5,241)= 3,030521601 мг/м3; 7. с’м б = (160* 3,35145E-07 *1*0,398*1*1)/(0,25*5,241)= 1,62885*10-5 мг/м3. Ул. Красина – ул. Коли Мяготина. 1. с’м СО = (160* 0,0183885*1*0,398*1*1)/(0,25*5,241)= 0,893707063 мг/м3; 2. с’м NOx = (160* 0,0366686*1*0,398*1*1)/(0,25*5,241)= 1,782145734 мг/м3; 3. с’м СН = (160* 0,2670806 *1*0,398*1*1)/(0,25*5,241) = 12,98049426 мг/м3; 4. с’м С = (160* 0,0223753*1*0,398*1*1)/(0,25*5,241)= 1,08747117 мг/м3; 5. с’м SO2 = (160* 0,010072*1*0,398*1*1)/(0,25*5,241)= 0,48951342 мг/м3; 6. с’м ф = (160* 0,0486525*1*0,398*1*1)/(0,25*5,241)= 2,36458019 мг/м3; 7. с’м б = (160* 0,3638526 *1*0,398*1*1)/(0,25*5,241)= 1,7683750*10-5 мг/м3. Определяем безразмерный коэффициент dпо формуле 1.20: d = 7*2,666*(1+0,28*3,1312)=35,02; Расстояние находим по формуле 1.17: = (5-1*35,02*1)/4=35,02 м.Находим безразмерные коэффициенты s3 и s4 по формулам 1.4 и 1.5 соответственно: s3 = 1+0,45*(70/35,02)/1+0,45*(70/35,02)+0,1(70/35,02)2 =0,678; s4 = 1/1+0,6*(70/35,02)=0,455. Определяем максимальные значения приземных концентраций вредных веществ см перекрестка ул. Красина – ул. Коли Мяготина по формуле 1. 1. см СО = 0.923052593 *0,678=0,62582965 мг/м3; 2. смNOx =0,986268452 *0,678=0,66869001 мг/м3; 3. см СН = 6,9017893 *0,678=4,6794131454 мг/м3; 4. см С = 1,578053824 *0,678= 1,069920492 мг/м3; 5. смSO2 = 2,28977776 *0,678= 1,55246932 мг/м3; 6. см ф = 3,030521601 *0,678= 2,05469364 мг/м3; 7. см б = 1,62885E-05*0,678= 1,10436E-05 мг/м3. Максимальные значения приземных концентраций вредных веществ см перекрестка ул. Красина – ул. Гоголя. 1. см СО =0,893707063 *0,678= 0,60593338 мг/м3; 2. смNOx =1,782145734 *0,678=1,208294807 мг/м3; 3. см СН = 12,98049426 *0,678=8,800775108 мг/м3; 4. см С = 1,08747117 *0,678= 0,737305453 мг/м3; 5. смSO2 = 0,48951342 *0,678= 0,33189009 мг/м3; 6. см ф = 2,36458019 *0,678= 1,60318536 мг/м3; 7. см б = 17,68375009 *0,678= 8,154*10-6 мг/м3. Данные результаты сводим в таблицу 6. Таблица 6 - Максимальные значения приземных концентраций на перекрестках
Таблица 7 – Предельно-допустимые концентрации загрязняющих веществ.
Сравнив таблицы, можно сделать вывод, что на всех перекрестках выбросы загрязняющих веществ превышают допустимые в десятки раз, за небольшими исключениями. Расстояние xм на котором достигаются максимальные значения приземных концентраций, находим по формуле 1.1: xм = (70/2)+ 0,455*35,02 = 50,93 м. Приземные концентрации вредных веществ с (мг/м3) в атмосфере на различных расстояниях х (м) от дороги, определяются по формуле: с=s1*cм, (2) где: s1 - безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения x/xм и коэффициента Fпо формулам:  (2.1) (2.2) (2.3) (2.4)1. Находим отношение x/xм : x/xм = 10/50,93 = 0,2; 2. Рассчитываем коэффициент s1 по формулам 2.1 и 2.2: s1 = 3*0,24 – 8*0,23 + 6*0,22 = 0,175 s1 = 1,13/(0,13*1,178082+1)=0,957 3. Определяем значения приземных концентраций ЗВ на расстоянии 50 м по формуле 2: Ул. Красина – ул. Коли Мяготина: 1. с СО = 0,62582965 *0,175= 0,10952018 мг/м3 2. сNOx = 0,66869001 *0,175=0,1170207517 мг/м3 3. с СН = 4,6794131454 *0,175=0,8188973 мг/м3 4. сС =1,069920492 *0,175=0,18723608 мг/м3 5. сSO2 = 1,55246932 *0,175 = 0,271682131 мг/м3 6. с ф = 2,05469364 *0,175= 0,359571387 мг/м3 7. с б = 1,10436*10-5*0,175= 0,00000194 мг/м3 Ул. Красина – ул. Гоголя: 1. с СО = 0,60593338*0,175= 0,10603834 мг/м3 2. сNOx = 1,208294807 *0,175= 0,211451591 мг/м3 3. с СН = 8,800775108 *0,175= 1,540135643 мг/м3 4. сС = 0,737305453 *0,175= 0,129028454 мг/м3 5. сSO2 = 0,33189009 *0,175 = 0,058080765 мг/м3 6. с ф = 1,60318536 *0,175= 0,2805574 мг/м3 7. с б = 7,2144*10-7*0,175= 1,26*10-7 мг/м3 Определим значения приземных концентраций для других значений х (м) с шагом 10 м. Результаты расчета сведем в Таблицу 8. Таблица 8 - Значения приземных концентраций ЗВ на заданных расстояниях х (м) от дороги: Ул. Красина – ул. Коли Мяготина, мг/м3
Ул. Красина – ул. Гоголя:
После чего строим диаграммы рассеивания.        Рисунок 1 – Диаграммы рассеивания. По диаграммам видно, что выбросы ЗВ сильно превышают ПДК. Все значения снижаются, когда происходит удаление от перекрестка. Но с выбранными перекрестками рядом находится жилая зона и даже если загрязнения уменьшаются, они все равно доходят до жилой зоны, но уже не в том объеме. Оценка воздействия на атмосферный воздух транспортных потоков на перегонах. Перегоны между перекрестками также играют большую роль, являясь источниками выбросов загрязняющих веществ. Поэтому следует определить, соответствуют ли выбросы допустимым значениям. Расчет выбросов автотранспорта на перегонах проводится в соответствии с: «Методика определения выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух от автотранспортных потоков, движущихся по автомагистралям Санкт-Петербурга». [1] Выброс i-того загрязняющего вещества (г/с) движущимся автотранспортным потоком на автомагистрали (или ее участке) с фиксированной протяженностью L (км) определяется по  , г/с, (2.5)где:  (г/км) – пробеговый выброс i-гo вредного вещества автомобилями k-й группы для городских условий эксплуатации, определяемый по табл. II.1;k - количество групп автомобилей;  (1/час) – фактическая наибольшая интенсивность движения, т.е. количество автомобилей каждой из К групп, проходящих через фиксированное сечение выбранного участка автомагистрали в единицу времени в обоих направлениях по всем полосам движения; – поправочный коэффициент, учитывающий среднюю скорость движения транспортного потока ( (км/час) на выбранной автомагистрали (или ее участке); (км) – протяженность автомагистрали (или ее участка) из которого исключена длина соответствующей зоны перекрестка (для перекрестков, на которых проводились дополнительные обследования).Рассмотрим перегон на улице Красина от ул. Коли Мяготина до ул. Гоголя. Исходные данные приведены в таблице 9. Значения пробеговых выбросов  (г/км) для различных групп автомобилей определяются по таблице 10. Значения коэффициентов  приведены в таблице 11. Для расчета принимаем среднюю скорость движения транспортного потока 45 км/ч. Таблица – 9 – Исходные данные для расчета ЗВ на перегоне.
Таблица 10 - Значения пробеговых выбросов (г/км) для различных групп автомобилей.
Таблица 11 - Значения коэффициентов , учитывающих изменение количества выбрасываемых вредных веществ в зависимости от скорости движения.
Примечание: для диоксида азота значение принимается постоянным и равным 1 до скорости 80 км/час.Выбросы ЗВ на перегоне составят: 1. МСО = 0,175/3600*Σ(5,0*128*0,63+2,0*140*0,63+35,0*44*0,63)= 0,075 г/с; 2. МNOx = 0,175/3600*Σ(1,3*128*0,63+0,7*140*0,63+5,2*44*0,63)= 0,0151 г/с; 3. МСН = 0,175/3600*Σ(1,1*128*0,63+0,4*140*0,63+8,5*44*0,63)= 0,0174 г/с; 4. МС = 0,175/3600*Σ(0,03*128*063+0,02*140*0,63)= 0,0118 г/с; 5. МSO2 = 0,175/3600*Σ(0,03*128*0,63+0,03*140*0,63+0,04*44*0,63)= 0,0003 г/с: 6. Мф = 0,175/3600*Σ(0,005*128*0,63+0,002*140*0,63+0,04*44*0,63)= 0,00008 г/с; 7. Мб = 0,175/3600*Σ(0,4·10-6*128*0,63+0,2·10-6*140*0,63+1,2·10-6*44*0,63) =5,316e-5 г/с. Далее производим расчеты для каждого рассматриваемого перегона и сводим результаты в таблицу 12.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||