книги2 / 159

№	Характер ложа	Значение nш*
п/п
	Реки, имеющие сравнительно чистые русла, извили-
4	стые с некоторыми неправильностями в направлении	0,04
	струй или же прямые, но с неправильностями в релье-
	фе дна (отмели, промоины, местами камни); некоторое
	увеличение количества водорослей

Русла (больших и средних рек), значительно засоренные, извилистые и частично заросшие, каменистые с

5неспокойным течением. Поймы больших и средних рек 0,05 сравнительно разработанные, покрытые нормальным количеством растительности (травы, кустарник)

	Порожистые участки равнинных рек. Галечно-валун-
6	ные русла горного типа с неправильной поверхностью	0,067
	водного зеркала. Сравнительно заросшие, неровные,
	плохо разработанные поймы рек (промоины, кустарни-
	ки, деревья с наличием заводей)
	Реки и поймы, весьма заросшие (со слабым течением),
7	с большими глубокими промоинами. Валунные, горно-	0,08
	го типа, русла с бурливым пенистым течением, с изры-
	той поверхностью водного зеркала (с летящими вверх
	брызгами воды)

8Поймы такие же, как предыдущей категории, но с силь- 0,01 но неправильным течением, заводями и пр.

	Горно-водопадного типа русла с крупновалунным стро-
9	ением ложа, перекаты ярко выражены, пенистость на-
	столько сильна, что вода, потеряв прозрачность, имеет 0,01
	белый цвет; шум потока доминирует над всеми осталь-
	ными звуками, делает разговор затруднительным

Характеристика горных рек примерно та же, что и предыдущей категории. Реки болотного типа (зарос-

10ли, кочки, во многих местах почти стоячая вода и пр.). 1,133 Поймы с очень большими мертвыми пространствами, с местными углублениями, озерами и пр.

151

Коэффициент шероховатости нижней поверхности льда (n*л) определяется по табл. 83.

Таблица 83

Значение nл* нижней поверхности льда

№ п/п Число дней после ледостава				nл*
1		До 10		0,15–0,05
2		10–20		0,1–0,04
3		20–60		0,05–0,03
4		60–80		0,04–0,015
5		80–100		0,025–0,01

2. При отсутствии значений nл*:

	c	H*	2,5 n * 0,13 0,75 H*		n * 0,1
			n	*	.	(148)

3. Для летнего периода времени на участке ВО коэффициент Шези определяется по формуле:

	c	1		R	,	(149)
		n	*

где:

R —гидравлический радиус русла, м;

у — коэффициент степени, зависящий от коэффициента шероховатости русла:

2,5 n 0,13 0, 75 R n 0,1 .

(150)

Масса вещества, входящего в состав ЖТО, сброшенного в водный поток, определяется по формуле:

			C L , t F 4 D t 0,5
	m			x		x		.	(151)
					L t 2
		exp			x		Kt
					4Dxt

152

8.3. Выходные данные модели для прогнозирования последствий сброса жидких технологических отходов в гидросферу

Выходными данными ПАМ-СО являются:

вероятностная оценка прогнозируемых концентраций различного типа ЖТО взаданный период времени на системах (постах) мониторинга сбросов в период распространения сброса ЖТО;

вероятностная оценка снижения показателей ХПК и БПК в результате сброса ЖТО;

оценка уровня загрязненности воды на основании общего показателя качества воды SCWQI.

153

Глава 9.

Модель для прогнозирования последствий выброса опасных химических веществ в окружающую среду

Загрязнение атмосферного воздуха в настоящее время одна из наиболее серьезных проблем, которая воздействует на здоровье населения

икомпоненты окружающей среды в целом. Воздействие на здоровье, может проявляться в виде затрудненного дыхания, одышки, кашля, астмы и ухудшения общего состояния индивида, имеющего различные хронические заболевания.

По оценкам Всемирной организации здравоохранения в 2014 году, загрязнение воздуха каждый год приводит к преждевременной смерти около 7 миллионов человек во всем мире. Исследования, опубликованные в марте 2019 года, показали, что их число может составлять около 8,8 миллиона ежегодно.

Выбросы опасных химических веществ (ОХВ) в окружающую среду могут происходить в результате аварий на химически вредных объектах, а также нарушения норм выбросов при различных технологических процессах на производствах. При этом масштабные аварии на химически вредных объектах являются одними из наиболее вредных технологических катастроф, которые могут привести к массовому отравлению и гибели людей и биологических активов, значительному экономическому ущербу и тяжелым экологическим последствиям.

Врамках государственного экологического контроля осуществляются наблюдения за качеством атмосферного воздуха, оценка ипрогноз изменения состояния окружающей среды под воздействием природных

иантропогенных факторов. Однако, не все муниципальные образования и городские округа обеспечены постами мониторинга, способными в режиме реального времени получать информацию о превышении нормативных показателей контролируемых ОХВ, давать качественную, точную оценку последствий выбросов ОХВ.

154

Поэтому разработка методики прогнозной и аналитической модели «Выброс опасных химических веществ в окружающую среду» (ПАМ- ОХВ)являетсяважнойнаучно-практическойзадачейприпрогнозировании и возникновении кризисных ситуаций и происшествий, обусловленных угрозой выброса ОХВ в окружающую среду с превышением нормативных показателей [73].

Наиболее перспективным методом создания ПАМ-ОХВ является комплексное применение математической модели с возможностями использования при расчетах только тех ее входных параметров, которые могут быть определены и автоматически высчитаны заранее, и байесовских сетей—вероятностно-графовых моделей, функционирующих

вусловиях неопределенности знаний, предназначенных для исследования вероятностных причинно-следственных связей между событиями

вобласти обеспечения безопасности жизнедеятельности населения на контролируемых территориях [74].

9.1.Входные данные модели для прогнозирования последствий выброса опасных химических веществ

вокружающую среду

Основными входными данными для формирования базового обучающего множества ПАМ-ОХВ являются следующие группы параметров:

параметры систем (постов) мониторинга выбросов ОХВ, расположенных по периметру промышленных объектов, на которых имеются источники выбросов ОХВ;

параметры систем (постов) мониторинга выбросов ОХВ, расположенных на НТ;

характеристики метеорологической обстановки; характеристики источников выброса ОХВ и параметров выбросов

ОХВ.

Состав входных данных, характеризующих параметры системы (поста) мониторинга выбросов ОХВ, расположенного по периметру промышленного объекта, на котором имеются источники выбросов ОХВ, приведен в табл. 84.

155

Таблица 84

Входные данные, характеризующие параметры системы (поста) мониторинга выбросов ОХВ, расположенного по периметру промышленного объекта, на котором имеются источники выбросов ОХВ

№ п/п	Наименование параметра	Ед. измерения
1	Дата и время наблюдения выброса ОХВ	-
2	Широта точки регистрации выброса ОХВ	градус
3	Долгота точки регистрации выброса ОХВ	градус
4	Расстояние от системы (поста) мониторинга выбро-	м
	сов ОХВ до источника выброса ОХВ
5	Наименование ОХВ	-
6	Концентрация ОХВ, полученная из системы (поста)	мг/м3
	мониторинга выбросов ОХВ, по состоянию на дату и
	время наблюдения
7	Концентрация ОХВ, полученная из системы (поста)	мг/м3
	мониторинга выбросов ОХВ, по состоянию за 3 часа
	до даты и времени наблюдения

Состав входных данных, характеризующих параметры систем (постов) мониторинга выбросов ОХВ, расположенных на НТ приведен в табл. 85.

Таблица 85

Входные данные, характеризующие параметры систем (постов) мониторинга выбросов ОХВ, расположенных на НТ

№ п/п	Наименование параметра	Ед. измерения
1	Дата и время наблюдения выброса ОХВ	-
2	Широта точки регистрации выброса ОХВ	-
3	Долгота точки регистрации выброса ОХВ	-
4	Расстояние от системы (поста) мониторинга выбро-	м
	сов ОХВ до источника выброса ОХВ
5	Наименование ОХВ	-
6	Концентрация ОХВ, полученная из системы (поста)	мг/м3
	мониторинга выбросов ОХВ, по состоянию на дату и
	время наблюдения
7	Концентрация ОХВ, полученная из системы (поста)	мг/м3
	мониторинга выбросов ОХВ, по состоянию за 3 часа
	до даты и времени наблюдения

156

Входные данные, характеризующие метеорологические параметры, подготавливаются на базе объективных данных о метеорологическом режиме и климате на соответствующих территориях в течение наблюдаемых выбросов ОХВ, поступающих от метеорологических станций, постов, пунктов наблюдения и/или технических средств для определения и передачи данных о метеорологических параметрах в режиме времени близком к реальному и находящихся в радиусе не более 25 км от системы (поста) мониторинга выбросов ОХВ, расположенного по периметру промышленного объекта, на котором имеются источники выбросов ОХВ (источники метеоданных).

При наличии на территории более одного источника метеоданных, метеорологические параметры подготавливаются на базе данных, предоставляемых наименее удаленным источником от системы (поста) мониторинга выбросов ОХВ, расположенного по периметру промышленного объекта, на котором имеются источники выбросов ОХВ.

В качестве источника метеоданных в том числе могут выступать системы (посты) мониторинга выбросов ОХВ, расположенные по периметру промышленного объекта, на котором имеются источники выбросов ОХВ, при наличии у них такой функциональной возможности.

Состав входных данных, характеризующих метеорологические параметры в стандартный срок наблюдения в течение суток, приведен в табл. 86.

Таблица 86

Входные данные, характеризующие метеорологические параметры

№ п/п	Наименование параметра	Ед. измерения
1	Наименование метеостанции	-
2	Широта метеостанции	градус
3	Долгота метеостанции	градус
4	Дата и время наблюдения	-
5	Температура воздуха	°С
6	Атмосферное давление	мм. рт. ст
7	Относительная влажность	%
8	Направление ветра	градус
9	Скорость ветра	м/с
10	Количество осадков	мм
11	Облачность	%

157

Состав входных данных, характеризующих источник выброса ОХВ приведен в табл. 87.

Таблица 87

Входные данные, характеризующие источник выброса ОХВ

№ п/п	Наименование параметра	Ед. измерения
1	Наименование источника выброса	-
2	Широта источника выброса	-
3	Долгота источника	-
4	Высота источника выброса	м
5	Диаметр устья трубы	м
6	Мощность выброса	г/с
7	Наименование ОХВ	-

9.2. Прогнозирование выброса опасных химических веществ в окружающую среду

В ПАМ-ОХВ вероятностной оценке с использованием байесовского классификатора оценке подлежат следующие параметры: мощность выброса; концентрация ОХВ, в месте размещения системы (поста) мониторинга выбросов ОХВ, расположенной на НТ.

Особенности прогнозирования событий и обработки результатов прогнозирования вПАМ-ОХВ вместе размещения i-той системы (поста) мониторинга выброса ОХВ, расположенной на НТ

Этап 1—прогнозирование выброса ОХВ через 3 часа от даты ивремени начала прогнозирования:

Осуществляется сбор входных данных ПАМ-ОХВ, используемых для определения расчетных параметров, атакже обработки байесовским классификатором, при этом:

дата и время наблюдения выброса ОХВ на этапе 1 соответствует трем часам от даты и времени начала прогнозирования;

входные данные, характеризующие метеорологическую обстановку, по состоянию на дату и время наблюдения, определяются по метеорологическому прогнозу на ближайшие сутки;

для прогнозирования используется система (пост) мониторинга выбросов ОХВ, расположенная по периметру промышленного объекта,

158

на котором имеются источники выбросов ОХВ, с максимальным значением концентрации ОХВ, по состоянию на дату и время начала прогнозирования, среди показаний концентраций ОХВ, полученных со всех систем (постов), расположенных по периметру соответствующего промышленного объекта.

Определяется расчетная мощность выброса.

Сиспользованием байесовского классификатора определяется отклонение прогнозируемого значения мощности выброса от ее расчетного значения и, как следствие, прогнозируемая мощность выброса.

Сиспользованием значения прогнозируемой мощности выброса определяется расчетная концентрация ОХВ в месте размещения i-той системы (поста) мониторинга выбросов ОХВ, расположенной на НТ, по состоянию на дату и время наблюдения.

Сиспользованием байесовского классификатора определяется отклонение прогнозируемого значения концентрации ОХВ вместе размещения i-той системы (поста) мониторинга выбросов ОХВ, расположенной на НТ, и, как следствие, прогнозируемая концентрация ОХВ в указанном месте, по состоянию на дату и время наблюдения.

Определяется показатель качества воздуха (Safe City Air Quality Index) в месте размещения системы (поста) мониторинга выбросов ОХВ, расположенной на НТ, для соответствующего ОХВ, по состоянию на дату и время наблюдения.

По аналогии определяются показатели качества воздуха (Safe City Air Quality Index) в месте размещения i-той системы (поста) мониторинга выбросов ОХВ, расположенной на НТ, для остальных ОХВ, по состоянию на дату и время наблюдения.

Определяется общий показатель качества воздуха (Safe City Air Quality Index) в месте размещения i-той системы (поста) мониторинга выбросов ОХВ, расположенной на НТ.

Этап 2 — прогнозирование выброса ОХВ через 6 часов от даты

ивремени начала прогнозирования:

Осуществляется сбор входных данных ПАМ-ОХВ, используемых для определения расчетных параметров, атакже обработки байесовским классификатором, при этом:

дата и время начала прогнозирования выброса ОХВ на этапе 2 соответствует дате и времени наблюдения выброса ОХВ на этапе 1;

159

дата ивремя наблюдения выброса ОХВ на этапе 2 соответствует трем часам от даты ивремени начала прогнозирования выброса ОХВ на этапе 2 (шести часам от даты и времени начала прогнозирования на этапе 1); входные данные, характеризующие метеорологическую обстановку, по состоянию на дату и время наблюдения, определяются по метеоро-

логическому прогнозу на ближайшие сутки; для прогнозирования используются системы (посты) мониторинга

выбросов ОХВ, наблюдаемые на этапе 1;

в качестве значения концентрации ОХВ, в месте размещения i-ой системы (поста) мониторинга выбросов ОХВ, расположенной на НТ, следует использовать прогнозируемое значение данного параметра, полученное на этапе 1.

По аналогии с действиями, указанными на 1 этапе, определяется общий показатель качества воздуха (Safe CityAir Quality Index) в месте размещения i-той системы (поста) мониторинга выбросов ОХВ, расположенной на НТ, по состоянию на дату и время наблюдения.

Таким образом осуществляется прогнозирование выброса ОХВ через

9 ч (этап 3), 12 ч (этап 4), 15 ч (этап 5), 18 ч (этап 6), 21 ч (этап 7) и 24 ч (этап 8).

Дляостальныхсистем (постов) мониторингавыбросов ОХВ, расположенных на НТ, прогнозирование концентраций ОХВ иобщих показателей качества воздуха (Safe CityAir Quality Index) вместах их размещения, по состоянию на каждые 3 часа в течение ближайших суток, осуществляется по аналогии с действиями, указанными для i-той системы (поста) мониторинга выброса ОХВ, расположенной на НТ.

Определение общего показателя качества воздуха (Safe City Air Quality Index)

Общий показатель качества воздуха (Safe City Air Quality Index) предназначен для оценки уровня загрязнения атмосферного воздуха и влияния качества воздуха на здоровье населения на территории муниципального образования (городского округа) в зависимости от полученных концентраций выброса ОХВ.

Показатель качества воздуха (Safe CityAir Quality Index) для каждого ОХВ (фенол, формальдегид, аммиак) определяется по формуле:

160