7 декабря 2020 09:05
Практическое проектирование в области промышленной экологии неразрывно связано с необходимостью оценки создаваемых предприятиями уровней негативного воздействия на границах особых зон. Например, для расчета нормативов допустимых выбросов необходимо на границе санитарно-защитной зоны и на селитебной территории найти точку с наибольшим значением создаваемой источниками предприятия приземной концентрации загрязняющего вещества.
Приказом Минприроды от 28.02.2018 № 74 «Об утверждении требований к содержанию программы производственного экологического контроля…» в п. 9.1.2 установлена необходимость оценки индивидуального вклада каждого источника на границе предприятия.
Анализ расчетных концентраций создаваемых за границей объекта негативного воздействия, а также на границе жилой зоны и особых зон необходим и для следования положениям пунктов 7, 10 приказа Минприроды от 28.11.2019 № 811 «Об утверждении требований к мероприятиям по уменьшению выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух в периоды неблагоприятных метеорологических условий».
Традиционно проектировщик расставлял по границе особой зоны множество расчетных точек и с помощью унифицированной программы расчета загрязнения атмосферы — УПРЗА искал точку максимума. Этот прием использовался как основной не одно десятилетие. Каковы его плюсы? Во-первых — это весьма очевидное решение, и оно обладает явной простотой. Во-вторых – расстановка расчетных точек по границе вручную позволяет продемонстрировать опытность проектировщика, который может предугадать позицию точки максимума. Результат этого процесса выглядит примерно так, как проиллюстрировано на рисунке 1.
Рисунок 1 — Поиск максимума на границе предприятия расчетом по множеству расчетных точек
Роль УПРЗА в качестве инструмента для автоматизации проектирования при традиционном подходе минимальна — вся надежда на опытность и компетенцию самого проектировщика. А минусов очень много. Во-первых, нет гарантии, что «методом тыка» удастся достичь результата с требуемой погрешностью, а значит результаты проектирования могут быть обоснованно отклонены экспертами. Во-вторых, для каждого следующего расчетного вещества положение этой точки максимума может значительно смещаться (например, если у распределённых по промплощадке источников различается качественная и количественная характеристики выбросов) и приходится насыщать расчет избыточными точками, что не только увеличивает затраты времени на проектирование, но и создает «эффект замусоривания» карт с результатами.
Требование к допустимой погрешности в 3%, сформулированное в п 8.10 Методов расчета рассеивания, утвержденных приказом Минприроды России от 06.06.2017г.№273 проявило острую необходимость наличия в современных программах специализированного инструментария, чтобы выполнять пространственный поиск точек максимума автоматизировано, исключив вероятность ошибки за счет влияния человеческого фактора. Более того, при взгляде на приведенную на рисунке 2 карту с результатом возникает ощущение «волшебной палочки» — точки максимума проявляются по каждому веществу только в локальных экстремумах и нет нагромождения избыточного множества надписей с расчетными точками и результатами в них.
Рисунок 2 — Автоматический поиск максимума по расчетной границе
Воспользоваться возможностью автоматического поиска точек с наибольшей расчетной концентрацией очень даже просто. Для этого на закладке Карта-схема необходимо выбрать команду Граница→Автосоздать расчетные границы. Можно и в интерактивном режиме начертить границу расчетной области. Далее в диалоговом окне Расчётного задания необходимо включить опцию Поиск точек максимума.
Рекомендуемые настройки для окончательного поиска – относительная погрешность δ менее 3% и абсолютная погрешность Δ менее 1/10 от базового шага в метрах. Это означает, что когда расстояние между соседними расчетными точками будет менее Δ метров и при этом разница результатов в этих точках не превысит δ %, то тогда программа сочтет, что максимум найден и прекратит его дальнейший поиск. Независимо от настоек еще одним условием окончания поиска является разница двух соседних результатов расчета не более 0,3% при любом расстоянии между самими точками, а также достижение расстояния между соседними точками менее 0,1 метра при любом различии в значении результата.
На рисунке 3 в динамике продемонстрирован процесс поиска точки максимума. Как видно из результата погрешность при ручной расстановке точек составила 21%.
Рисунок 3 — Автоматический поиск максимума по границе СЗЗ программой УПРЗА «ЭКОцентр»
Если это окажется необходимо, можно откорректировать базовый шаг, с которым программа выполнит первоначальное разбиение ломаной на множество расчетных точек.
Как выбрать этот шаг и как аргументировать свой выбор? Для аргументации размера шага дискретизации можно воспользоваться теоремой Котельникова из Теории информации, которая указывает на то, чтобы восстановить непрерывный сигнал его достаточно дискретизировать сигналом с вдвое большей частотой. Другими словами — если размер СЗЗ 100 метров, то базовый шаг для первоначального разбиения достаточно принять равным 50 метров.
Автоматизированный поиск максимума позволяет современным программам УПРЗА «ЭКОцентр—Стандарт» и УПРЗА «ЭКОцентр—Профессионал» облегчить работу проектировщика и улучшить результат проектирования, обеспечив большую достоверность расчетов и лаконичность отчетов.
Предустановленные настройки точности и допустимой погрешности таких программ, как НМУ «ЭКОцентр—Стандарт» и Программа и отчёт ПЭК выполняют поиск точек максимума в автоматическом режиме.