METODICKÉ POKYNY A NÁVODY

4.

METODICKÝ POKYN ODBORU OCHRANY OVZDUŠÍ MŽP
VÝPOČTU ZNEČIŠTĚNÍ OVZDUŠÍ Z BODOVÝCH A MOBILNÍCH ZDROJŮ ”SYMOS 97”

Hodnocení vlivů zdrojů plynných nebo prašných exhalací na znečištění ovzduší na území České republiky se provádělo podle doporučené metodiky “Výpočet znečištění ovzduší pro stanovení a kontrolu parametrů zdrojů”, kterou v roce 1979 vydalo bývalé Ministerstvo lesního a vodního hospodářství ČSR. Metodika, která vyšla před 19 lety, neodpovídá současné úrovni znalostí v tomto oboru v ČR ani v ostatních státech Evropy.

Nová metodika odstraňuje hlavní nedostatky předchozí metodiky a zároveň zachovává co největší návaznost na předchozí platnou metodiku, která se v praxi celkově osvědčila. Jsou zavedeny nové parametrizace již dříve použitých postupů, zahrnuty zpřesněné korekce a v některých případech (např. výpočty za inverzí a bezvětří) jsou uplatněny zcela nové přístupy k řešení.

Stejně jako v původní metodice se používá gaussovský model rozptylu kouřové vlečky a stabitní klasifikace podle Bubníka a Koldovského. Podstatným zlepšením je nové pojetí vlivu zvlněného terénu. V původní metodice jsou vlivy zvlněného terénu zahrnuty pomocí horního a dolního odhadu koncentrací. Volba, ke kterému z odhadů se přiklonit, závisí na subjektivním posouzení charakteristik terénu mezi zdrojem a referenčním bodem. S cílem objektivizovat tento výběr byl zaveden koeficient J, jehož hodnota se pohybuje od 0 do 1. Koeficient se stanoví jako poměr plochy, kterou vytváří terén na vertikálním řezu mezi zdrojem a referenčním bodem, k ploše obdélníku, jehož jednu stranu tvoří vzdálenost mezi zdrojem a referenčním bodem a druhou stranu rozdíl jejich nadmořských výšek. Pomocí tohoto koeficientu lze oba odhady vhodně kombinovat.

Další důležitou úpravou je snížení příspěvku zdrojů k přízemním koncentracím v případě, že referenční bod leží hluboko pod úrovní paty komína, ve větších nadmořských výškách nad úrovní nízkých zdrojů nebo v závětří kopců.

Je zpřesněno zahrnutí změn rychlosti větru s výškou. Pro výpočet efektivní výšky zdroje se používá rychlost větru ve výšce koruny komína a pro výpočet koncentrací pak rychlost větru v efektivní výšce zdroje. Rychlost větru ve výšce se stanoví podle mocninného profilu.

Nový postup výpočtu efektivní výšky zdrojů dovoluje počítat koncentrace od zdrojů v celém rozsahu teplot exhalací, v malých vzdálenostech od zdrojů a rovněž v případě, že jednotlivé komíny jsou tak blízko sebe, že se vlečky vzájemně ovlivňují. Na rozdíl od původní metodiky je efektivní výška korigována na stabilitu ovzduší, na postupný vznos vlečky v blízkosti zdroje, na teplotu exhalací a na vliv terénu. Do výpočtu je též zahrnuta depozice (suchá i mokrá) a transformace znečišťujících látek pomocí jednoho koeficientu zeslabování.

Metodika je doplněna dvěma speciálními postupy výpočtu znečištění ovzduší:
 výpočtem extrémního znečištění ovzduší při inverzích a bezvětří a stanovením rozptylu exhalací vypouštěných z chladících věží tepelných elektráren.

Nová metodika výpočtu znečištění ovzduší umožňuje
 - výpočet znečištění ovzduší plynnými látkami a prachem z bodových, liniových a plošných zdrojů
 - výpočet znečištění od většího počtu zdrojů
 - stanovit charakteristiky znečištění v husté geometrické síti referenčních bodů a připravit tímto způsobem podklady     pro názorné kartografické zpracování výsledků výpočtů
 - brát v úvahu statistické rozložení směru a rychlosti větru vztažené ke třídám stability mezní vrstvy ovzduší podle     klasifikace Bubníka a Koldovského
 - odhad koncentrace znečišťujících látek při bezvětří a pod inverzní vrstvou ve složitém terénu

Pro každý referenční bod umožňuje metodika výpočet těchto základních charakteristik znečištění ovzduší:
 - maximální možné krátkodobé (půlhodinové) hodnoty koncentrací znečišťujících látek, které se mohou vyskytnout     ve všech třídách rychlosti větru a stability ovzduší
 - maximální možné krátkodobé (půlhodinové) hodnoty koncentrací znečišťujících látek bez ohledu na třídu stability     a rychlost větru
 - roční průměrné koncentrace
 - doba trvání koncentrací převyšujících určité předem zadané hodnoty (např. imisní limity)

Jako doplňkové charakteristiky je podle metodiky možno
 - stanovit výšku komína s ohledem na splnění předem stanovených kritérií
 - stanovit podíl zdrojů znečištění ovzduší na celkovém znečištění do vzdálenosti 100 km od zdrojů
 - stanovit doby překročení zvolených koncentrací pro zdroj se sezónně proměnnou emisí
 - vypočítat spad prachu
 - vyhodnotit rozptyl exhalací vypouštěných chladícími věžemi.

   Metodika je určena především pro vypracování rozptylových studií jakožto podkladů pro hodnocení kvality ovzduší. Metodika není použitelná pro výpočet znečištění ovzduší ve vzdálenosti nad 100 km od zdrojů a uvnitř městské zástavby pod úrovní střech budov (např. na křižovatkách nebo v kaňonech ulic).
    Základních rovnic modelu rovněž nelze použít pro výpočet znečištění pod inverzní vrstvou ve složitém terénu a při bezvětří. Pro tento účel je nutno použít postupů uvedených v doplňku.
    Podrobný popis výpočetních postupů, příslušné rovnice, hodnoty použitých parametrů a požadavky na vstupní data o zdrojích a meteorologická data jsou shrnuty v metodické příručce

SYMOS´ 97

Systém modelování stacionárních zdrojů

která je přílohou tohoto metodického pokynu.
    Pro realizaci modelových výpočtů bylo vyvinuto programové vybavení. Popis programu a návod k jeho ovládání jsou uvedeny v uživatelské příručce, dodávané s programem.
    Informace o možnostech dodávky programu SYMOS´ 97 poskytne z pověření MŽP Český hydrometeorologický ústav.

ČESKÝ HYDROMETEOROLOGICKÝ ÚSTAV


S Y M O S ´ 9 7

Systém modelování stacionárních zdrojů
(System for Modelling of Stationary Sources)

Metodická příručka pro výpočet znečištění ovzduší
z bodových, plošných a liniových zdrojů

Praha 1998

Autoři:
ČESKÝ HYDROMETEOROLOGICKÝ ÚSTAV PRAHA
RNDr. Jiří Bubník
RNDr. Josef Keder, CSc.
Jan Macoun
EKOAIR PRAHA
RNDr. Jan Maňák

OBSAH přílohy metodického pokynu

1. ÚVOD

2. VSTUPNÍ ÚDAJE

2.1 Vstupní údaje o zdrojích
2.1.1 Bodové zdroje
2.1.2 Plošné zdroje
2.1.3 Liniové zdroje
2.1.4 Výpočet znečištění ovzduší při klidu a inverzich
2.1.5 Chladící věže tepelných elektráren
2.1.6 Podrobný výpočet doby trvání znečištění pro jeden zdroj

2.2 Meteorologické a klimatické vstupní údaje
2.2.1 Klimatické údaje pro běžné výpočty znečištění ovzduší
2.2.2 Údaje pro výpočet koncentrací za inverzí a bezvětří
2.2.3 Klimatické údaje pro výpočet znečištění ovzduší od chladících věží

2.3 Údaje o referenčních bodech, terénu a budovách
2.3.1 Údaje o referenčních bodech
2.3.2 Údaje o topografii terénu
2.3.3 Údaje pro výpočet znečištění v zástavbě
2.3.4 Údaje pro výpočet znečištění při bezvětří a inverzích

2.4 Údaje o imisních limitech a přípustných koncentracích znečišťujících látek

3. METODIKA VÝPOČTU ZNEČIŠTĚNÍ OVZDUŠÍ

3.1 Základní rovnice pro výpočet znečištění ovzduší pro zvlněný terén
3.1.1 Plynné znečišťující látky
3.1.1.1 Výpočet přízemní koncentrace plynné znečišťující látky z bodového zdroje
3.1.1.2 Výpočet přízemní koncentrace plynné znečišťující látky z plošného zdroje
3.1.1.3 Výpočet přízemní koncentrace plynné znečišťující látky z liniového zdroje
3.1.2 Pevné znečišťující látky
3.1.2.1 Výpočet přízemní koncentrace pevné znečišťující látky z bodového zdroje
3.1.2.2 Výpočet přízemní koncentrace pevné znečišťující látky z plošného zdroje
3.1.2.3 Výpočet přízemní koncentrace pevné znečišťující látky z liniového zdroje

3.2 Definice jednotlivých proměnných a parametrů
3.2.1 Souřadná soustava souřadnic
3.2.1.1 Horizontální souřadnice
3.2.1.2 Vertikální souřadnice
3.2.2 Koeficient vlivu terénu
3.2.3 Efektivní výška zdroje
3.2.3.1 Základní výpočet pro jednotlivý zdroj
3.2.3.2 Převýšení vlečky v případě více blízkých zdrojů
3.2.4 Rychlost a směr větru
3.2.4.1 Vertikální profil větru
3.2.4.2 Změna směru větru s výškou
3.2.5 Rozptylové parametry pro bodové zdroje
3.2.5.1 Rozptylové parametry pro plošné zdroje
3.2.5.2 Rozptylové parametry pro liniové zdroje
3.2.5.3 Zahrnutí depozice a transformace znečišťujících látek
3.2.6 Zeslabení vlivu nízkých zdrojů na znečištění ovzduší na horách
3.2.7 Pádová rychlost prašných částic

3.3 Výpočet hlavních charakteristik znečištění ovzduší
3.3.1 Výpočet maximálních krátkodových koncentrací
3.3.2 Výpočet průměrných ročních koncentrací
3.3.3 Výpočet doby překročení zvolených koncentrací

4. DALŠÍ APLIKACE VÝPOČTU ZNEČIŠTĚNÍ OVDUŠÍ

4.1 Stanovení výšky komína
4.1.1 Stanovení výšky komína v terénu
4.1.2 Korekce vypočtené výšky komína na okolní zástavbu
4.1.3 Obecná pravidla

4.2 Výpočet spadu prachu
4.2.1 Spad prachu pro bodový zdroj
4.2.2 Spad prachu pro plošný zdroj
4.2.3 Spad prachu pro liniový zdroj
4.2.4 Roční spad znečišťující látky

4.3 Výpočet podílů jednotlivých zdrojů na znečištění ovzduší

4.4 Výpočet doby překročení zvolených koncentrací pro zdroj se sezónně proměnnou emisí 

5. PECIÁLNÍ POSTUPY VÝPOČTU ZNEČIŠTĚNÍ OVZDUŠÍ

5.1 Výpočet extrémního znečištění ovzduší při inverzích a bezvětří

5.2 Rozptyl exhalací z chladících věží tepelných elektráren

6. INTERPRETACE VÝSLEDKŮ VÝPOČTU HLAVNÍCH CHARAKTERISTIK ZNEČIŠTĚNÍ OVZDUŠÍ

7. LITERATURA

PŘÍLOHY:
A. Rozptylové podmínky podle stabilitní klasifikace Bubníka a Koldovského
B. Seznam symbolů
C. Seznam tabulek

 

 

 Úvod

Tato příručka uživatele metodiky výpočtu znečištění ovzduší obsahuje návody pro praktický postup při modelových výpočtech koncentrací znečišťujících látek, šířících se z bodových, liniových nebo plošných zdrojů. Obsahuje stručný popis potřebných vstupních údajů, základní rovnice výpočtu, přehled vztahů použitých pro stanovení potřebných parametrů, postup výpočtu hlavních charakteristik znečištění ovzduší a některé další speciální aplikace.

Metodika výpočtu znečištění ovzduší vychází z nejnovějších dostupných poznatků získaných domácím i zahraničním výzkumem, navazuje na dříve vydanou publikaci ”Metodika výpočtu znečištění ovzduší pro stanovení a kontrolu technických parametrů zdrojů”, kterou v roce 1979 vydalo tehdejší Ministerstvo lesního a vodního hospodářství ČSR [1], a podstatným způsobem ji rozšiřuje.

Metodika výpočtu znečištění ovzduší umožňuje
 - výpočet znečištění ovzduší plynnými látkami a prachem z bodových, liniových a plošných zdrojů
 - výpočet znečištění od většího počtu zdrojů
 - stanovit charakteristiky znečištění v husté geometrické síti referenčních bodů a připravit tímto způsobem podklady pro názorné kartografické zpracování výsledků výpočtů
 - brát v úvahu statistické rozložení směru a rychlosti větru vztažené ke třídám stability mezní vrstvy ovzduší podle klasifikace Bubníka a Koldovského
 - odhad koncentrace znečišťujících látek při bezvětří a pod inverzní vrstvou ve složitém terénu.

Pro každý referenční bod umožňuje metodika výpočet těchto základních charakteristik znečištění ovzduší:
 - maximální možné krátkodobé (půlhodinové) hodnoty koncentrací znečišťujících látek, které se mohou vyskytnout ve všech třídách rychlosti větru a stability ovzduší
 - maximální možné krátkodobé (půlhodinové) hodnoty koncentrací znečišťujících látek bez ohledu na třídu stability a rychlost větru
 - roční průměrné koncentrace
 - doba trvání koncentrací převyšujících určité předem zadané hodnoty (např. imisní limity).

Jako doplňkové charakteristiky je podle metodiky možno
 - stanovit výšku komína s ohledem na splnění imisních limitů
 - stanovit podíl zdrojů znečištění ovzduší na celkovém znečištění do vzdálenosti 100 km od zdrojů
 - stanovit doby překročení zvolených koncentrací pro zdroj se sezónně proměnnou emisí
 - vypočítat spad prachu
 - vyhodnotit rozptyl exhalací vypouštěných chladícími věžemi.

 Metodika je určena především pro vypracování rozptylových studií jakožto podkladů pro hodnocení kvality ovzduší. Metodika není použitelná pro výpočet znečištění ovzduší ve vzdálenosti nad 100 km od zdrojů a uvnitř městské zástavby pod úrovní střech budov (např. na křižovatkách nebo v kaňonech ulic).

 Základních rovnic modelu rovněž nelze použít pro výpočet znečištění pod inverzní vrstvou ve složitém terénu a při bezvětří. Pro tento účel je nutno použít postupů uvedených v doplňku.


 2. Vstupní údaje

 Vstupní údaje potřebné k výpočtu znečištění ovzduší lze rozdělit na tyto kategorie.

 A) Údaje o zdrojích.
 B) Meteorologické a klimatické podklady.
 C) Údaje o topografickém rozložení referenčních bodů, ve kterých se bude výpočet provádět, informace o výšce a rozmístění budov v zájmovém území.
 D) Údaje o imisních limitech a přípustných koncentracích znečišťujících látek

 Potřebné vstupní údaje se dále liší podle typu zdroje (bodové, plošné, chladící věže atd.) a podmínek v atmosféře modelovaných výpočtem (výpočet za běžných podmínek nebo za bezvětří).
 Nejčastěji používaným souřadným systémem, používaným při popisu umístění zdrojů a referenčních nebo uzlových bodů, je pravoúhlý systém, kdy osa X míří k východu, osa Y míří k severu a osa Z míří k zenitu a představuje nadmořské výšky nebo výšky budov.


 2.1 Vstupní údaje o zdrojích

 2.1.1 Bodové zdroje

 Za bodové zdroje se považují zejména komíny a výduchy, jejichž rozměr je zanedbatelný oproti vzdálenostem, ve kterých se počítá znečištění ovzduší. U bodových zdrojů je nutné znát tyto údaje:

 1. Poloha, tj. souřadnice xz, yz [m] ve zvolené souřadné síti
 2. Nadmořská výška zz [m] terénu v místě zdroje
 3. Výška H [m] koruny komína (konce výduchu) nad terénem. Tato veličina však může být teprve požadovaným výsledkem výpočtu
 4. U spalovacích procesů
 a) Množství spáleného paliva Sh [kg.h-1, m3.h-1] za hodinu při instalovaném tepelném výkonu spalovacího zařízení
 b) Roční množství spáleného paliva Sr [kg.r-1, m3.r-1]
 5. U technologií: roční provozní doba Pr [hod. r-1]
 6. Objem spalin (u spalovacích procesů) nebo vzdušiny (u technologií) Vs odcházející komínem nebo výduchem přepočtený na     normální podmínky (teplotu 0 0C (273,15 K) a tlak 101325 Pa). Přepočet na 0 0C a normální tlak vzduchu se provádí podle vztahu

  (2.1)

 kde ts je teplota odcházejících exhalací v koruně komína nebo výduchu ve stupních Celsia,
 p - tlak vzduchu v Pa,
 V - objem spalin nebo vzdušiny odcházející komínem nebo výduchem za skutečných podmínek (při teplotě ts a tlaku p).

Objemový tok spalin za běžných provozních podmínek lze u spalovacích procesů vypočítat ze spotřeby paliva podle následujícího vzorce:

              (2.2)

 kde Sh je spotřeba paliva v kg nebo m3 za hodinu
 K3 - konstanta, která nabývá hodnot podle následující tabulky

Tab.  Množství spalin K3 v m3 na jeden kg nebo jeden m3 spáleného paliva

palivo K3 jednotky
zemní plyn 12,28 m3.m-3
hnědé uhlí tříděné 7,55 m3.kg-1
  prach 5,89 m3.kg-1
černé uhlí tříděné 10,77 m3.kg-1
  prach 8,93 m3.kg-1
topný olej 10,87 m3.kg-1

 Objemový tok spalin lze ve výpočtu zanedbat, pokud se výpočty neprovádějí blízkosti komínu (výduchu).

 7. Množství znečišťující látky M [g.s-1] odcházející komínem (výduchem). M se stanoví:
 a) Pokud je známa koncentrace KE [mg.Nm-3] znečišťující látky ve spalinách, pak jako součin

  M = 10-3.KE.VS    (2.3)

 Koncentrace znečišťujících látek ve spalinách (vzdušině) se často udává přepočtená na referenční spaliny, tj. suché a s referenčním obsahem kyslíku Or [%]. Potom je nutné znát navíc:
 W [%] - obsah vodní páry ve skutečných spalinách (vzdušině)
 Os [%] - obsah kyslíku ve skutečných spalinách
 V takovém případě se za Vs do vztahu (2.3) dosazuje hodnota VsR, která se vypočte

                     (2.4)

  pokud je Os udán vzhledem k vlhkým skutečným spalinám, nebo

,        (2.5)

 pokud je Os udán vzhledem k suchým skutečným spalinám,
  VsR je pak objem spalin přepočtený na suchý plyn a referenční obsah kyslíku.

 b) V ostatních případech z hodinového množství spáleného paliva Sh [kg.h-1, m3.h-1] při jmenovitém výkonu spalovacího zařízení a z emisního faktoru fE [g.kg-1, g.m-3].  

   (2.6)

kde h je účinnost opatření omezujících únik znečišťující látky v %
 (tj. odsiřovacího zařízení, odlučovačů popílku, filtrů aj.).

 V případě emisí SO2 a prachu ze spalovacích procesů závisí emisní faktory na jakostních znacích paliva, konkrétně na procentuelním obsahu popelovin Ap nebo síry Sp v původním vzorku pevného paliva a na obsahu síry v kapalném palivu. U pevných paliv se hodnoty Ap, Sp vypočtou z obsahu popelovin As a síry Ss v sušině a z obsahu vody Wp [%] podle vztahů

               (2.7)

               (2.8)

 Pokud se emisní faktor vztahuje k jiným jednotkám než k množství spáleného paliva, pak

                (2.9)

kde P je počet jednotek, na které je emisní faktor vztažený
A - převodní rozměrový koeficient určený tak, aby M bylo udáno v g.s-1.

 8. Teplotu ts [oC] spalin nebo vzdušiny v koruně komína (výduchu).
 9. V případě, že ts < 80 oC, je navíc nutno znát vnitřní průměr komína (výduchu) Dv [m].
10. Tepelnou vydatnost, která se stanovuje
    a) Na základě předchozích vstupních dat podle vzorce

                 (2.10)

    kde Vs je objem spalin nebo vzdušniny odcházející komínem nebo výduchem za normálních podmínek [Nm3.s-1],
    cs - měrné teplo exhalací o hodnotě 
    ts - teplota odcházejících exhalací v koruně komína nebo výduchu ve 0C,
    t0 - teplota okolních vzduchu. Obvykle předpokládáme, že teplota okolí je 0 0C.

     b) V případě, že není k dispozici údaj o VsN, počítá se podle vzorce:

Q = K1.S.(q+K2)            (2.11)

kde q je výhřevnost paliva; u pevného a kapalného paliva v kJ.kg-1, u plynných paliv v kJ.m-3,
S - maximální průměrná hodinová spotřeba paliva v tunách za hodinu pro pevná a kapalná paliva a v 103.m3 za hodinu pro plynná paliva,
K1, K2 - konstanty závisející na typu a výkonu topeniště a na skupenství paliva. Číselné hodnoty jsou uvedeny v následující tabulce.

Tab. 2.2 Konstanty pro výpočet tepelné vydatnosti podle empirického vzorce (2.11).

druh topeniště výkon [MW] 105.K1 K2
roštová <= 3.8 3,830 3870
> 3.8 2,940 4054
granulační bez omezení 1,927 4305
tavící pec bez omezení 1,740 4443
kapalná paliva <= 3.8 3,560 2411
> 3.8 2,880 1830
plynná paliva <= 3.8 1,979 882
> 3.8 1,456 1204

Pokud nejsou známy přesné hodnoty výhřevnosti paliv, lze s určitým přiblížením použít následující orientační hodnoty

Tab. 2.3 Průměrné výhřevnosti paliv q

palivo q jednotky
zemní plyn 34040 kJ.m-3
hnědé uhlí tříděné 17040 kJ.kg-1
  prach 13150 kJ.kg-1
černé uhlí tříděné 25280 kJ.kg-1
  prach 20820 kJ.kg-1
topný olej 41000 kJ.kg-1
 Tyto empirické vzorce mohou být průběžně doplňovány o nové druhy topenišť a paliv.

 11. V případě výpočtu znečištění ovzduší prachem je potřeba znát kromě celkové emise prachu (popílku) M ještě hustotu rc [kg.m-3]     prašných částic a procentuelní zastoupení ap jednotlivých prašných frakcí (v závislosti na průměru prašných částic d, tj. na křivce     zrnitosti prachových částic odcházejících z komína (výduchu)). Pokud rozdělení velikosti prašných částic není známé, předpokládá     se, že se bude řídit  

Tab. 2.4 Četnosti zastoupení prašných frakcí podle průměru částic [%]

Interval velikosti prašných částic 0 - 15 15 - 30 30 - 40 nad 40
Střední velikost částic 7 22 35 50

spalování tuhých paliv bez odlučovačů 
35 35 20 10
spalování kapalných poliv bez odlučovačů  65 25 8 2
mechanické odlučovače 83 15 2 0
elektrostatické odlučovače 95 5 0 0
tkaninové filtry, mokré pračky 99 1 0 0


 U výduchů z odprášení technologických procesů je nutné rozdělení částic znát, pokud vypouštěný vzduch není čištěný.

 Vstupní údaje 6), 7) a 8) se v případě spalovacích procesů udávají při jmenovitém výkonu spalovacího zařízení.


 2.1.2 Plošné zdroje

 Výpočet znečištění ovzduší z plošných zdrojů se provádí tak, že se plošný zdroj rozdělí na dostatečný počet čtvercových elementů plochy a výsledné znečištění se vypočítá jako součet příspěvků od všech elementů. Pro každý element je proto třeba znát následující údaje:

 1. Poloha jeho středu, tj. souřadnice xz, yz [m] středu ve zvolené souřadné síti.
 2. Nadmořská výška zz [m].
 3. Rozměr elementu, tj. délka strany čtverce y0 [m]. Pokud jsou elementy stejně veliké, znamená y0 zároveň vzdálenost středů sousedních elementů.
 4. Emise ME [g.s-1] znečišťující látky z elementu. Pokud je zadána plošná intenzita emise Mp [g.m-2.s-1] pro dané místo, vypočítá se ME:

ME = MP.Y02                 (2.12)

 5. Pokud se emitující plocha nenachází na povrchu země, je nutné znát výšku hp [m] nad zemí, ve které emitující plocha je. Pokud se

    za plošný zdroj považuje část obce se zástavbou s lokálními topeništi, odpovídá hp průměrné efektivní výšce, do které se exhalace     z lokálních topenišť dostanou a stanoví se jako střední výška budov v plošném elementu zvýšená o 10 m.


 2.1.3 Liniové zdroje

 Za liniové zdroje se považují téměř výhradně komunikace s automobilovým provozem. Podobně jako u plošných zdrojů se rozdělí na dostatečný počet délkových elementů a výsledné znečištění se vypočítá jako součet příspěvků od všech elementů. Pro každý element je nutné znát tyto údaje:

 1. Souřadnice počátku a konce elementu, tj. souřadnice xz1, yz1 [m] a xz2, yz2 [m] ve zvolené souřadné síti.
 2. Nadmořská výška počátku a konce elementu zz1 a zz2 [m].
 3. Šířka silnice x0 [m].
 4. Emise ME [g.s-1] znečišťující látky z elementu. Pokud je zadána délková intenzita emise ML [g.m-1.s-1] pro dané místo, vypočítá se ME:

 ME = ML.y0                   (2.13)

 

 Délka elementu yo se vypočte ze souřadnic xz1,xz2, yz1, yz2.
 Délková intenzita emisí znečišťujících látek z automobilového provozu se určí na základě emisních faktorů pro rů Pro daný úsek komunikace je tedy třeba znát hustotu provozu jednotlivých typů vozidel.
 Intenzita provozu jednotlivých skupin motorových vozidel na daném úseku komunikace se většinou uvádí v poč (24 hodin). Pro účely výpočtu emisní intenzity provozu rozeznáváme 3 typy motorových vozidel:
1.  osobní automobily,
2.  dodávkové a lehké nákladní automobily
3.  těžké nákladní automobily a autobusy.

 Označíme-li počet projíždějících vozidel z j-té skupiny za den Nj a  intensitu emise dané znečišťující látky platí

           (2.14)

 Tato hodnota znamená průměrnou denní intenzitu emise. Pokud nejsou k dispozici podrobnější informace o denních chodu    frekvence aut, použije se pro výpočet maximálního znečištění předpoklad, že v dopravní špičce jsou emise 2,4-krát vyšší než v průměru.


 2.1.4 Výpočet znečištění ovzduší při klidu a inverzích

 Při výpočtu znečištění ovzduší při klidu a inverzích je třeba znát standardní vstupní data o zdrojích stejné jako v částech 2.1.1, 2.1.2 a 2.1.3.

 
2.1.5 Chladící věže tepelných elektráren

 Pokud se používá u některé tepelné elektrárny vypouštění spalin pomocí chladících věží, pak jsou nutné následující vstupní údaje:

 1. Počet chladících věží N.
 2. Jejich poloha, tj. souřadnice xz, yz [m] ve zvolené souřadné síti.
 3. Nadmořská výška terénu zz [m] v místě chladících věží.
 4. Výška chladících věží H [m].
 5. Doby v roce, po které jsou v činnosti: 1 chladící věž . . . . . Pr1 [hod za rok]
                                                           2 chladící věže . . . . Pr2 [hod za rok]
                                                                                  .....
                                                           N-tá chladící věž . . .PrN [hod za rok]

 6. Objem spalin Vs [m3.s-1] vypouštěných do každé chladící věže. Vs se udává při teplotě ts, tedy nepřepočtený na normální podmínky.
 7. Teplota ts [oC] spalin vypouštěných do chladící věže.
 8. Množství znečišťující látky M [g.s-1] odcházející každou chladící věží. Pokud hodnoty M neuvede zadavatel, určí se stejným     způsobem jako v případě komínů bodových zdrojů.
 9. Průměr chladící věže Dv [m] v koruně.
 10. Při výpočtu znečištění ovzduší prachem křivku zrnitosti prašných částic, pokud se ve spalinách vyskytují částice s velikostí     nad 15 mm.
 11. Závislost teploty tch´ [oC] vlhkého vzduchu opouštějícího chladící věž (bez zavedení spalin do věže) na vnější teplotě te a rela-     tivní vlhkosti r.
 12. Závislost objemu Vch´ [m3.s-1] vlhkého vzduchu opouštějícího chladící věž (bez zavedení spalin do věže) na vnější teplotě te    a relativní vlhkosti r.

Pokud závislosti 11) a 12) nejsou k dispozici, pak postačí 4 hodnoty tch´ a Vch´:
 pro nízkou te a nízkou r
 pro nízkou te a vysokou r
 pro vysokou te a nízkou r
 pro vysokou te a vysokou r.


 2.1.6 Podrobný výpočet doby trvání znečištění pro jeden zdroj

 V případě podrobného výpočtu doby trvání znečištění ovzduší pro 1 zdroj znečištění (komín) jsou třeba stejné vstupní údaje jako pro bodový zdroj (část 2.1.1), avšak údaje v bodech 4), 6), 7) a 8) je nutné znát při všech provozních režimech zdroje. Jednotlivé provozní režimy se určí z časové křivky výkonu (vytížení) dané provozní jednotky během roku.


 2.2 Meteorologické a klimatické vstupní údaje

 Meteorologické a klimatické údaje potřebné pro výpočty znečištění ovzduší se obvykle týkají období 1 roku. Pouze při některých speciálních aplikacích této metodiky je možné použít údaje pro jednotlivé sezóny nebo jiný konkrétní časový úsek. V takových případech je však nutné před vlastním výpočtem připravit i tyto klimatické údaje, protože nebývají běžně k dispozici, na rozdíl od standardních týkajících se ročního období. Pozornost je třeba věnovat rovněž tomu, zda jsou údaje z té které meteorologické nebo klimatické stanice reprezentativní pro dané místo výpočtu. Posouzení této reprezentativnosti je však záležitost značně komplikovaná, závisí nejen na topografii terénu a vzdálenosti stanice od místa výpočtu, ale i na typu klimatických údajů a spadá spíše do oboru “odborných odhadů”, takže nemůže být součástí metodiky.

 2.2.1 Klimatické údaje pro běžné výpočty znečištění ovzduší

 Běžnými výpočty znečištění ovzduší rozumíme výpočty od zdrojů, jejichž charakteristiky nejsou přímo ovlivňované meteorologickými podmínkami (tedy od bodových, plošných a liniových zdrojů, nikoliv však od chladících věží). Pro takové výpočty je nejdůležitějším klimatickým vstupním údajem větrná růžice rozlišená podle rychlosti větru a teplotní stability atmosféry.
 Výběr větrné růžice provádíme přednostně podle umístění zdroje, v případě mnoha zdrojů a větší oblasti je třeba zvolit větrnou růžici konstruovanou speciálně pro tuto oblast.
 Rychlost rozptylu znečišťujících látek v atmosféře závisí zejména na dvou veličinách: rychlosti větru a intenzitě termické turbulence. Protože intenzita termické turbulence je přímo závislá na teplotní stabilitě atmosféry, je nejdůležitějším klimatickým vstupním údajem větrná růžice rozlišená podle rychlosti větru a teplotní stability atmosféry.  Rychlost větru se v metodice popisuje pomocí 3 tříd rychlosti:

Tab. 2.5 Definice tříd rychlosti větru.
------ není dostupná
 Rychlostí větru se přitom rozumí rychlost zjišťovaná ve standardní meteorologické výšce 10 m nad zemí.

 Intenzita termické turbulence závisí velmi silně na termické stabilitě atmosféry, tj. na jejím teplotním zvrstvení. Tato stabilita se v metodice popisuje pomocí stabilitní klasifikace Bubník-Koldovský odvozené v ČHMÚ. Stabilitní klasifikace obsahuje 5 tříd stability ovzduší.

Tab. 2.6 Stabilitní klasifikace podle Bubníka a Koldovského.
------ není dostupná

 Vertikální teplotní gradient je definován:

         (2.15)

 kde T(z) je teplota vzduchu závisející na výšce.

 Ne všechny třídy stability atmosféry se vyskytují za všech rychlostí větru. Následující tabulka obsahuje rozmezí rychlostí větru a výskyt jednotlivých tříd rychlosti větru při jednotlivých třídách stability ovzduší:

Tab. 2.7 Rozmezí rychlostí větru a výskyt jednotlivých tříd rychlosti větru  jednotlivé třídy stability ovzduší.
------ není dostupná

 V praxi se tedy může vyskytnout 11 kombinací tříd stability a tříd rychlosti větru. Větrná růžice, která je vstupem pro výpočet znečištění ovzduší, musí tedy obsahovat relativní četnosti směru větru z 8 základních směrů pro těchto 11 různých typů rozptylových podmínek a kromě toho četnost bezvětří pro každou třídu stability atmosféry. Četnosti se udávají v % s přesností na 2 desetinná místa.
 Směry větru se v meteorologii určují podle toho, odkud vítr vane. Označování směrů větru ve stupních začíná od severu a zvětšuje se postupně ve směru hodinových ručiček. Vítr, který vane od východu, vane ze směru 90 0, od jihu z 180 0, od západu z 270 0 a ze severu z 360 0. To znamená, že větrnou růžici lze jednoduše vyjádřit v pravoúhlé souřadné soustavě, ve které osa X míří k východu a osa Y k severu. Uvádějí-li se souřadnice zdrojů a referenčních bodů, resp. uzlových bodů pravidelné sítě v jiných souřadných systémech, kdy osa Y nemíří k severu, (např. v Křovákových souřadnicích) pak je nutno sjednotit všechny používané souřadné systémy v jeden.


 2.2.2 Údaje pro výpočet koncentrací za inverzí a bezvětří

 Pro výpočet extrémního znečištění za inverzí a bezvětří je třeba znát:
 - výšku L [m] horní hranice inverze nad dnem údolí, pro které se výpočet provádí
 - dobu T [hod.] nepřetržitého trvání podmínek inverze a současného bezvětří.


 2.2.3 Klimatické údaje pro výpočet znečištění ovzduší od chladících věží

 Pro tento výpočet je nutné mít k dispozici stejnou větrnou růžici rozdělenou podle tříd stability atmosféry a rychlosti větru jako u běžných výpočtů znečištění. Protože však charakteristiky zdroje (objem a teplota vzduchu odcházejícího z chladící věže) závisí na vnějších podmínkách (teplotě a relativní vlhkosti okolního vzduchu), je nutné znát navíc tyto údaje:

 1. Matice hodnot grt pro každou třídu stability ovzduší

 Hodnoty grt představují relativní četnosti výskytu situace s teplotou t v dané třídě teploty a s relativní vlhkostí r v dané třídě relativní vlhkosti a to pro danou třídu stability ovzduší. Třídy teploty a relativní vlhkosti jsou stanoveny v tabulka 2.8.

Tab. 2.8 Matice hodnot grt.
------ není dostupná

 Pro hodnoty grt v tabulce (matici) bude pro každou třídu stability platit:

         (2.16)

Vzhledem k tomu, že stabilitní klasifikace rozeznává 5 tříd stability ovzduší, je třeba mít k dispozici 5 takových matic hodnot grt. Hodnoty grt se získají statistickým zpracováním pozorování z meteorologické stanice, která je pro sledované místo reprezentativní.

 2. Matice hodnot frt.

 Hodnoty frt vyjadřují průměrné relativní množství zkondenzované vodní páry ve vzduchu při dané kombinaci teploty a vlhkosti     vzduchu. V praxi se při výpočtu průměrných hodnot dají nahradit poměrem

          (2.17)

  kde Dm,rt je trvání situací s výskytem mlhy při teplotě t a relativní vlhkosti r za dané období a  Drt - celková doba trvání situací s teplotou t a relativní vlhkostí r.

 Pro hodnoty frt se volí stejné třídy teploty te a relativní vlhkosti r jako pro hodnoty grt (tab. 2.6). Vyčíslení matice frt se provede stejně jako u grt statistickým zpracováním meteorologických pozorování.



 2.3. Údaje o referenčních bodech, terénu a budovách


 2.3.1 Údaje o referenčních bodech

 Pro každý referenční bod, pro který se počítá znečištění ovzduší, je nutné znát tyto údaje:
 1. Název referenčního bodu (není povinné, ale u samostatných referenčních bodů užitečné).
 2. Poloha referenčního bodu, tj. souřadnice xr, yr [m] ve zvolené souřadné síti.
 3. Nadmořská výška terénu zr [m] v místě referenčního bodu.
 4. Pokud je referenční bod umístěn jinde než v úrovni terénu, (např. na budově), pak jeho výšku l nad terénem (výšku budovy).


 2.3.2 Údaje o topografii terénu

 Hodnoty vypočtených koncentrací v referenčním bodě závisí mimo jiné na tvaru terénu mezi zdrojem a referenčním bodem. V případě, že terén mezi zdrojem a referenčním bodem není rovinný, je třeba mít informace o jeho tvaru.
 V praxi se výpočty provádějí obvykle v pravidelné nebo nepravidelné síti referenčních bodů. Z údajů o jejich poloze a nadmořských výškách terénu v jejich místě se vyhodnocuje tvar a charakteristiky terénu ve sledované oblasti. Přesnost výpočtu profilu terénu mezi zdrojem a referenčním bodem závisí na dostatečné hustotě referenčních bodů v síti. Hustotu sítě referenčních bodů je proto nutné volit takovou, aby postihla všechny podstatné terénní útvary v daném území.
 Mezi zdrojem a nejbližším referenčním bodem se předpokládá rovinný terén bez jakýchkoliv významných terénních útvarů. Naopak, pokud chceme podrobněji popsat terén mezi zdrojem a nějakým referenčním bodem, je nutné zvolit mezi nimi několik dalších referenčních bodů. I v tomto případě je výhodné znát nadmořské výšky nikoliv jen na spojnici mezi zdrojem z referenčním bodem, ale v síti bodů rozložených kolem této spojnice.


 2.3.3 Údaje pro výpočet znečištění v zástavbě

 Při výpočtu znečištění ovzduší v terénu zastavěném budovami se referenční body umísťují na budovách, tj. na horních hranách jejich fasád. Je vhodné umístit některé referenční body na nejvyšší budovy v okolí zdroje (zdrojů).
 U podrobných výpočtů v malých vzdálenostech a při stanovování potřebných výšek komínů (výduchů) je nutné kromě výšek budov ležících v okolí zdroje znát rovněž jejich rozmístění a půdorysné rozměry. Tyto údaje lze odečíst z podrobných map.


 2.3.4 Údaje pro výpočet znečištění při bezvětří a inverzích

 Při výpočtu znečištění ovzduší při bezvětří a inverzi se předpokládá, že zdroje exhalují do objemu vzduchu uzavřeného z boků svahy údolí a seshora horní hranicí inverze. K výpočtu objemu takto uzavřeného vzduchu je proto nutné z map odečíst plochy P(z) údolí v různých výškách z nad dnem údolí.


 2.4 Údaje o imisních limitech a přípustných koncentracích znečišťujících látek

 Vypočtené koncentrace znečišťujících látek v referenčních bodech je možné pro orientaci porovnat s jejich limitními hodnotami, aby bylo zřejmé, zda znečištění ovzduší v daných místech nepřekračuje přípustné hranice. Tyto limitní hodnoty jsou určené pomocí imisních limitů nebo pomocí nejvyšších přípustných koncentrací.
 Imisní limity pro vybrané znečišťující látky jsou vydané v Opatření Federálního výboru pro životní prostředí ze dne 1.10.1991, Sbírka zákonů č. 445/1991, částka 84 ve znění následujících úprav.
 Pro ostatní znečišťující látky v ovzduší vyhlašují nejvýše přípustné koncentrace, které nemají být ve volném ovzduší překročené, orgány Hygienické služby, většinou podle doporučení Referenční laboratoře Státního zdravotního ústavu v Praze. Tyto nejvýše přípustné koncentrace jsou uvedeny v Příloze č. 6/1986 k Acta hygienica, epidemiologica et microbiologica a doplněné v Příloze č. 2/1991 k téže publikaci.
 Je třeba poznamenat, že imisní limity mají vyšší právní sílu než nejvýše přípustné koncentrace.
 Limitní hodnoty koncentrací znečišťujících látek se týkají zpravidla těchto časových období:

 1) 30 minut
 Imisní limit pro průměrnou půlhodinovou koncentraci se označují IHk, pro nejvýše přípustné koncentrace Kmax, a udávají se v mg.m-3. Tzv. krátkodobé koncentrace, které jsou základním výstupem výpočtů v popisované metodice, se týkají právě půlhodinových průměrů a je možno je pro orientaci porovnávat s těmito limitními hodnotami.

 2) 1 rok
 Imisní limit pro roční průměrnou koncentraci se označuje IHr, pro nejvýše přípustné koncentrace Kr a udávají se v mg.m-3. Vypočtené roční průměry koncentrací má metodika jako svůj standardní výstup, takže je možné srovnání s těmito limitními hodnotami.

 Shrneme-li předchozí odstavce, je zřejmé, že pro srovnání vypočtených hodnot je pro každou znečišťující látku potřeba znát:
 IHk, resp. IHr - hodnota půlhodinového, resp. ročního imisního limitu,
 Kmax, resp. Kr - hodnota krátkodobé, resp. roční přípustné koncentrace.


 3. Metodika výpočtu znečištění ovzduší

 3.1 Základní rovnice pro výpočet znečištění ovzduší pro zvlněný terén

 V rovnicích, uváděných v odstavci 3.1, mají jednotlivé symboly následující významy:

 - procentuální zastoupení v jednotlivých třídách velikosti prašných částic
 - krátkodobá koncentrace znečišťující látky
 - průměr prašné částice
 - efektivní výška zdroje (bez korekci na vliv terénu) (viz kapitola3.2.3)
 - efektivní výška zdroje po provedení všech korekcí (viz kapitola 3.2.3)
 - pokles efektivní výšky zdroje vlivem pádové rychlosti prašných částic pro velikost částic o průměru di
    (viz kapitola 3.1.2)
 - koeficient pro zvlněný terén (viz kapitola 3.2.2)
 - koeficient zeslabení vlivu nízkých zdrojů na referenční body ve větších nadmořských výškách
  (viz kapitola 3.2.7)
  - koeficient odstraňování,zahrnující suchou a mokrou depozici a chemické transformace (viz kapitola 3.2.6)
 - množství znečišťující látky odcházející komínem,resp.výduchem (viz kapitola 2.1.1, bod 7)
 - emise znečišťující látky z elementu plochy (viz kapitola 2.1.2, bod 4)
 - délková intenzita emise znečišťující látky (viz kapitola 2.1.3, bod 5)
 - obecná emise znečišťující látky
 - příčný horizontální rozptylový parametr (viz kapitola 3.2.5.1)
 - počáteční příčný horizontální rozptylový parametr pro plošné a liniové zdroje (viz kapitola 3.2.5.2 a 3.2.5.3)
 - příčný vertikální rozptylový parametr (viz kapitola 3.2.5.1)
 - počáteční příčný vertikální rozptylový parametr pro plošné a liniové zdroje (viz kapitola 3.2.5.2 a 3.2.5.3)
 - rychlost větru ve výšce h (viz kapitola 3.2.4.1)
 - rychlost větru ve výšce h1 (viz kapitola 3.2.4.1)
 - pádová rychlost částic o průměru di (viz kapitola 3.2.8)
 - objem spalin nebo vzdušniny odcházející komínem přepočtený na normální podmínky   (viz kapitola 2.1, bod 6)
 - vzdálenost referenčního (uzlového) bodu od zdroje ve směru větru (viz kapitola 3.2.1.1)
 - vzdálenost referenčního (uzlového) bodu od zdroje ve směru kolmé na směr větru (viz kapitola 3.2.1.1)
 - délka čtverce elementu plošného zdroje nebo elementu liniového zdroje
 - převýšení referenčního bodu nad patou komína (výduchu) (viz kapitola 3.2.1.2)
 - korigovaná vertikální souřadnice referenčního bodu v členu pro přímý rozptyl (viz kapitola 3.2.1.2)
 - korigovaná vertikální souřadnice referenčního bodu v členu popisujícím odraz v dolním odhadu
   (viz kapitola 3.2.1.2)
  - korigovaná vertikální souřadnice referenčního bodu v členu popisujících odraz v horním odhadu
  (viz kapitola 3.2.1.2)


 3.1.1 Plynné znečišťující látky

 Obecná základní rovnice pro výpočet koncentrace plynné znečišťující látky exhalované ze stacionárního zdroje ve zvlněném terénu za předpokladu Gaussova rozložení koncentrace ve vlečce má tvar

          (3.1)

  kde Mz   je emise znečišťující látky. 
 - Pro bodové zdroje je Mz rovna hmotnostnímu toku znečišťující látky za časovou jednotku [g.s-1]. Značíme jej M.
 - Pro plošné zdroje Mz představuje hmotnostní tok znečišťující látky za časovou jednotku z jednoho plošného elementu plochy, [g.s-1]. Značíme jej ME.
 - Pro liniové zdroje Mz představuje délkovou intensitu hmotnostního toku znečišťující látky [g.s-1.m-1] násobenou délkou elementu liniového zdroje. Značíme jej ML.
sy0, sz0 jsou počáteční rozptylové parametry (pro x = 0), které souvisí s rozměry elementů zdroje. Pro bodové zdroje jsou rovny nule. 

Rovnice pro výpočet koncentrace plynné znečišťující látky exhalované ze stacionárního zdroje ve zvlněném terénu za předpokladu Gaussova rozložení koncentrace ve vlečce má tvar

 a) pro bodový zdroj

          (3.2)

 b) pro plošný zdroj

               (3.3)

 c) pro liniový zdroj

                (3.4)


 3.1.1.1 Výpočet přízemní koncentrace plynné znečišťující látky z bodového zdroje

 Základní rovnice pro výpočet přízemní koncentrace plynné znečišťující látky exhalované z bodového stacionárního zdroje má tvar

          (3.5)


 3.1.1.2 Výpočet přízemní koncentrace plynné znečišťující látky z plošného zdroje

 Při výpočtu koncentrací znečišťujících látek šířících se z plošného zdroje postupujeme tak, že plošný zdroj rozdělíme na dostatečný počet čtvercových plošných elementů o délce strany y0. Koncentraci vypočítáme od každého z nich a pak sečteme.
 Základní rovnice pro výpočet příspěvku jednoho elementu k přízemní koncentraci plynné znečišťující látky exhalované z plošného stacionárního zdroje má tvar

          (3.6)


 3.1.1.3 Výpočet přízemní koncentrace plynné znečišťující látky z liniového zdroje

 Při výpočtu koncentrací znečišťujících látek šířících se z liniového zdroje postupujeme tak, že liniový zdroj rozdělíme na dostatečný počet délkových elementů o délce strany y0. Koncentraci vypočítáme od každého z nich a pak sečteme.
 Základní rovnice pro výpočet příspěvku jednoho elementu přízemní koncentraci plynné znečišťující látky exhalované z liniového stacionárního zdroje má tvar

          (3.7)


 3.1.2 Pevné znečišťující látky

 Obecné rovnice pro výpočet koncentrace prachu exhalovaného z bodového stacionárního zdroje ve zvlněném terénu za předpokladu Gaussova rozložení koncentrace ve vlečce má tvar

 a) pro bodový zdroj

 b) pro plošný zdroj

 c) ro liniový zdroj

 Rozdíl mezi výpočtem koncentrace plynných znečišťujících látek a prachu spočívá ve vyjádření poklesu osy prašné vlečky v důsledku pádové rychlosti prašných částic vgi, dosazením výrazu

         (3.11)

kde index i představuje příslušnost k i-té třídě velikostí prašných částic.



 3.1.2.1 Výpočet přízemní koncentrace pevné znečišťující látky z bodového zdroje

 Základní rovnice pro výpočet přízemní koncentrace prachu exhalovaného z bodového stacionárního zdroje má tvar


 3.1.2.2 Výpočet přízemní koncentrace pevné znečišťující látky z plošného zdroje

 Základní rovnice pro výpočet příspěvku jednoho elementu přízemní koncentraci prachu exhalovaného z plošného stacionárního zdroje má tvar     


 3.1.2.3 Výpočet přízemní koncentrace pevné znečišťující látky z liniového zdroje

 Základní rovnice pro výpočet příspěvku jednoho elementu přízemní koncentraci prachu exhalovaného z liniového stacionárního zdroje má tvar



3.2 Definice jednotlivých proměnných a parametrů

 3.2.1 Souřadná soustava souřadnic

 3.2.1.1 Horizontální souřadnice

 Pro vzdálenosti xL, yL platí   

    (3.15)

kde           (3.16)

 xz, yz jsou souřadnice zdroje v základním souřadném systému,
 xr, yr - souřadnice referenčního bodu v základním souřadném systému,
 l - úhel mezi směrem větru a spojnicí zdroj - referenční bod, přičemž uvedené vztahy platí pro .

 Počítá se podle postupu uvedeného v kapitole 3.3.1.


 3.2.1.2 Vertikální souřadnice

Vertikální proměnné z’, z’’,z’’’ se stanovují následovně:

       (3.17)

 Vertikální vzdálenost z značí převýšení terénu v místě referenčního bodu nad úrovní terénu v místě komína. Platí

    z = zr - zz             3.18)

 kde zr je nadmořská výška terénu v místě referenčního bodu v m,
  zz - nadmořská výška terénu v místě zdroje v m,
  l - výška referenčního bodu nad úrovní terénu, resp. výška budovy apod. v m
 h1 - efektivní výška zdroje (viz kapitola 3.2.3.1) v m.


 3.2.2 Koeficient vlivu terénu

 Koeficient vlivu terénu J, který byl navržen Maňákem [2, 3] pro postižení vlivu zvlněného terénu, se pro každou dvojici zdroj - referenční bod určí z profilu nadmořské výšky terénu z(x´) mezi zdrojem a referenčním bodem takto

     pro             (3.19)

 kde x [m] je vzdálenost referenčního bodu od zdroje,

         (3.20)

 Při vypočtu koeficientu J se proloží sítí referenčních bodů a zdrojů spojitá plocha, mezi každou dvojicí zdroj - referenční bod provede vertikální řez této plochy a z takto vzniklého profilu vypočte integrál J. Výsledkem je matice Jik (i - číslo zdroje, k - číslo referenčního bodu), která slouží jako vstupní údaj pro vlastní výpočet koncentrací.



 3.2.3 Efektivní výška zdroje

 3.2.3.1 Základní výpočet pro jednotlivý zdroj

 Efektivní výška zdroje h1 se rovná stavební výšce zdroje H zvětšené o převýšení vlečky Dh. Výpočet efektivní výšky h1 v sobě zahrnuje korekci na teplotní stabilitu atmosféry Ks, vliv terénu e a postupný vznos vlečky v blízkosti zdroje (parametri- zovaný pomocí Km):

, pro               

, pro     (3.21)

kde zm  je maximální výška terénu nad úrovní komína mezi zdrojem a referenčním bodem
h=H+dh   - efektivní výška bez korekce na vliv terénu,
a dále převýšení vlečky Dh:


                (3.22)

kde w0  je výstupní rychlost exhalací [m.s-1],
d  - vnitřní průměr koruny komína, resp. výduchu [m],
Q  - tepelná vydatnost [MW] (viz kapitola 2.1.1, bod 10)
uH  - rychlost větru  
  (viz kapitola 3.2.4.1).

 

Tab. 3.1 Hodnoty konstant Ks, Km a e pro výpočet efektivní výšky.
------ není dostupná

 Korekční koeficient Ks je definován následovně: .

Koeficient

 pro  

 pro  

   pro   

 kde ts je teplota spalin nebo vzdušniny v koruně komína nebo výduchu [oC].

Tab. 3.2 Hodnoty konstant A a B pro výpočet efektivních výšek zdrojů.
------ není dostupná

   Při výpočtech pro plošné zdroje platí zásada, že pokud plošný zdroj nebo jeho část (element) je tvořen částí obce se zástavbou a lokálními topeništi, za efektivní výšku h dosazujeme střední výšku budov v daném elementu zvýšenou o 10 m.



 3.2.3.2 Převýšení vlečky v případě více blízkých zdrojů

 Vyskytují-li se vedle sebe dva nebo více komínů blízko sebe tak, že jejich kouřové vlečky se mohou navzájem ovlivňovat, celkové převýšení vleček vzrůstá.
 Nechť xs, ys a xt,yt jsou souřadnice dvou nejvzdálenějších komínů ve skupině.

Pak pro průměrný rozestup jednotlivých N komínů stojících v řadě platí

       (3.24)

 nebo pro shluk N zdrojů je maximální rozměr shluku

       (3.25)

 Nechť dále H' je vážený průměr výšek komínů Hi ve skupině (vahou je tepelná vydatnost zdroje Qi ):

           (3.26)

Vlečky z komínů se budou navzájem ovlivňovat za předpokladu současného splnění následujících dvou podmínek

1. ___________ nebo                  (3.27)
2.                                      (3.28)

Výsledná převýšení vleček z jednotlivých zdrojů pak lze vyjádřit pomocí faktoru vzrůstu ENi

(3.29)

 kde Dhi je převýšení vlečky i-tého zdroje (viz kapitola 3.2.3.1).

Efektivní výška zdroje bez korekce na terén je pak

(3.30)

Faktor vzrůstu má tvar

(3.31)

Parametr Pni má pro N zdrojů stojících v řadě za sebou s rozestupy Dx [m] vyjádření

              (3.32)

a pro shluk N zdrojů s maximálním rozměrem shluku Lg [m]:

(3.33)


 3.2.4 Rychlost a směr větru

3.2.4.1 Vertikální profil větru

 Při výpočtu koncentrací potřebujeme znát rychlosti větru ve výškách korun komínů (výduchů) a v jejich efektivních výškách. Ty obdržíme pomocí mocninového profilu větru.
 Rychlost větru uH ve výšce H koruny komína (výduchu) se vypočte podle vzorce

    (3.34)

 kde u10 je rychlost větru ve výšce 10 m nad povrchem země..

Takto vypočtenou rychlost dosazujeme do vzorce pro výpočet efektivní výšky zdroje.
Rychlost větru uh v efektivní výšce komína (výduchu) se vypočte podle vzorce

    (3.35)

Takto vypočtenou rychlost dosazujeme do hlavního výpočtového vzorce.

Tab. 3.3 Hodnota exponentu p z mocninového profilu větru.
------ není dostupná

 Pokud za u10 dosazujeme jiné rychlosti, než třídní rychlosti, ve kterých jsou uváděny větrné růžice, pokládáme za minimální rychlost větru hodnotu u10 = 1,5 m.s-1. Při nízkých rychlostech se v atmosféře začínají uplatňovat jiné procesy rozptylu znečišťujících látek, které nejsou popsány v této metodice a v případě dosazování nižších rychlostí za u10 by vypočtené koncentrace rostly nade všechny meze, což odporuje realitě.


3.2.4.2 Změna směru větru s výškou

 Předpokládá se stáčení směru větru o 4 o na 100 m výšky ve směru hodinových ručiček bez ohledu na stabilitu ovzduší a jiné meteorologické parametry.
 Pro azimut směru větru jh [ve o] v efektivní výšce h (bez korekce na vliv terénu) platí:

     (3.36)

 kde j10 je směr větru ve výšce 10 m nad povrchem země.
Jestliže vypočtený směr jh > 360 0, pak jh = jh - 360.



 3.2.5 Rozptylové parametry

 3.2.5.1 Rozptylové parametry pro bodové zdroje

 Rozptylové parametry sy, sz popisují rychlost rozšiřování vlečky od zdroje v závislosti na vzdálenosti xL od zdroje ve směru větru. Platí:

           (3.37)

 kde koeficienty ay, by, az, bz závisí na třídě stability atmosféry podle tabulky:

Tab. 3.4 Hodnoty konstant pro výpočet rozptylových parametrů.
------ není dostupná


 3.2.5 Rozptylové parametry

 3.2.5.1 Rozptylové parametry pro plošné zdroje
 Počáteční rozptylové parametry sy0, sz0 (pro x = 0) souvisí s rozměry plošného zdroje.
 Platí:

,        (3.38)


 Velikost délky strany čtverce plošného elementu y0 musí z důvodu stability výpočtu splňovat podmínku: nesmí být větší než nejvyšší možná hodnota yo uvedená v následující tabulce.

Tab. 3.5 Maximální délka strany plošného elementu yo.
------ není dostupná

 Velikosti konstant az a bz jsou stejné jako pro výpočet základních rozptylových parametrů pro bodové zdroje.


 3.2.5.3 Rozptylové parametry pro liniové zdroje
 Počáteční rozptylové parametry sy0, sz0 (pro x = 0) souvisí s rozměry liniového zdroje.
Platí:

,        (3.39)

Veličina yz je průmět délky elementu liniového zdroje ve směru větru,
zz - výška, do které sahá přibližně rovnoměrná koncentrace znečišťující látky nad silnicí.

              (3.40)  

kde xz je vzdálenost, po kterou proudění prochází nad elementem silnice.

              (3.41)

 

 xo je šířka silnice [m],
 yo - délka elementu [m],
 zo - výška, do které se přízemní exhalace dostanou vlivem turbulence způsobené průjezdem automobilů.

   pro
  pro      (3.42)
   pro 

 kde j je azimut směru větru.

Azimut y směru elementu silnice vypočítáme ze souřadnic xz1, yz1 a xz2, yz2 koncových bodů elementu podle vztahu

 pro        (3.43)

          (3.44)

Jako souřadnice elementu se však do výpočetních rovnic dosazují souřadnice jeho středu určené podle vztahů

           (3.45)

Velikost elementu yo se určí podle vztahu

          (3.46)

 

Funkce sgn(x) je definována v kapitole 3.3.1.

 Velikost elementu y0 musí z důvodu stability výpočtu splňovat podmínku: nesmí být větší než nejvyšší možná hodnota yo uvedená v následující tabulce.

Tab. 3.6 Maximální délka strany délkového elementu yo

 vzdálenost x0’ [m] nejbližšího
referenčního bodu
nejvyší možná
hodnota y0[m]
do100 m x0/3
100 - 300 m x0/4
300 - 900 m x0/5
nad 900 m x0/6

 


 3.2.6 Zahrnutí depozice a transformace znečišťujících látek
 Znečišťující látky v atmosféře se podrobují různým procesům, jejichž přičiněním jsou z atmosféry odstraňovány. Jedná se buď o chemické procesy, při nichž se látka, často katalytickou reakcí, mění na jinou, čímž dochází k úbytku původní příměsi, nebo o fyzikální procesy. Ty se dále dělí podle způsobu jakým jsou příměsi odstraňovány na suchou a mokrou depozici. Suchá depozice je zachytávání plynné nebo pevné látky na zemském povrchu, mokrá depozice je vymývání těchto látek padajícími srážkami.
 V modelu je možné počítat jen s prvním přiblížením k reálnému stavu a uvažovat jen roční průměrné hodnoty výše zmíněných rychlostí jednotlivých procesů odstraňování příměsí z atmosféry. Podle průměrné délky setrvání znečišťujících látek v ovzduší rozdělujeme jednotlivé látky do tří kategorií. V následující tabulce jsou uvedeny koeficienty odstraňování pro jednotlivé kategorie znečišťujících látek.

Tab. 3.7 Hodnoty koeficientu odstraňování ku.
------ není dostupná

 Ve výpočtu koncentrací prašných částic je člen s koeficientem odstraňování ku, zahrnující suchou a morkou depozici a chemické transformace, nahrazen členem s pádovou rychlostí vg, popisující pokles osy prašné vlečky.



 3.2.7 Zeslabení vlivu nízkých zdrojů na znečištění ovzduší na horách
 K zeslabení vlivu nízkých zdrojů ve vyšších nadmořských výškách zavádíme korekční koeficient Kh. Ten závisí na rozdílu nadmořských výšek referenčního bodu a efektivní výšky zdroje h (bez korekce na vliv terénu) a na statistické četnosti výskytu horních hranic inverzí mezi těmito dvěma výškami.
 Pravděpodobnost, že se horní hranice inverze vyskytne mezi nějakou nadmořskou výškou z a výškou hladiny 850 hPa, udává relativní kumulativní četnost F(z).

Tab. 3.8 Kumulativní četnosti výskytu inverzí mezi zemí a výškovou hladinou 850 hPa.
------ není dostupná

Korekční koeficient Kh se vypočte podle vztahu:

  pro            (3.47)

 kde pro F’(z) platí:

v I. a II. třídě stability

ve III. třídě 

  .............. pro
 pro           (3.48)
     pro  

ve IV. a V. třídě stability

     


 3.2.8 Pádová rychlost prašných částic

Pádová rychlost prašných částic se vypočte podle následujícího vzorce:

             (3.49)

kde d[i] je průměr prašné částice [m]
r[c] - hustota prašných částic [kg.m-3]
r = 1,3 kg.m-3  - hustota vzduchu
v = 15.10-6 m2.s-1  - kinematická viskozita vzduchu
g = 9,81 m.s-2  - tíhové zrychlení
C[2] = 0,8 - konstanta určující poměr mezi objemem částice a jejím charakteristickým rozměrem
C[3] = 0,6 - součinitel odporu tření


 3.3 Výpočet hlavních charakteristik znečištění ovzduší
Hlavními charakteristikami znečištění ovzduší způsobeného danými zdroji jsou:

 1. Maximální krátkodobé koncentrace znečišťující látky pro každou vyskytující se kombinaci třídy stability ovzduší a třídy rychlosti větru.
 2. Maximální krátkodobá koncentrace bez ohledu na třídu stability a rychlost větru.
 3. Průměrná roční koncentrace.
 4. Doby během roku, po kterou jsou v daném referenčním bodě překročené nějaké zvolené hodnoty koncentrace (např. imisní limit atd.).


 3.3.1 Výpočet maximálních krátkodobých koncentrací
 Před vlastním výpočtem krátkodobých koncentrací je třeba vypočítat data dvojího typu:
 1. Máme-li N referenčních bodů (k = 1, ... N) a P zdrojů (i = 1, ... P), pak pro každou dvojici zdroj - referenční bod se vypočtou pomocí zvláštního programu hodnoty koeficientu Jik a hodnoty maximální výšky terénu na profilu zdroj - referenční bod nad úrovní úpatí komína zm,ik. Získají se tak matice hodnot Jik a zm,ik.
 2. Pro každou dvojici zdroj - referenční bod se určí azimut dik (ve stupních), ve kterém se nachází i-tý zdroj při pohledu z k-tého referenčního bodu. Vztah pro výpočet dik má tvar

 pro        (3.50)

 xd = xzi - xrk (rozdíl x-souřadnic i-tého zdroje a k-tého referenčního bodu)
 yd = yzi - yrk (rozdíl y-souřadnic i-tého zdroje a k-tého referenčního bodu)

 a funkce sgn(x) je definována:

 sgn(x)  pro x > 0
 sgn(x)  pro x = 0     (3.51)
 sgn(x)  pro x < 0

 Jsou-li tyto údaje připravené, může začít výpočet krátkodobých koncentrací postupně ve všech referenčních bodech. Výpočet se provádí v jednotlivých třídách stability ovzduší pro rychlosti větru podle tabulky 3.9.

Tab. 3.9 Rozmezí rychlostí větru pro výpočet maximálních krátkodobých koncentrací
------ není dostupná

 V rozmezí 1,5 - 3 m.s-1 se postupuje po 0,1 m.s-1,
 v rozmezí 3 - 7 m.s-1 se postupuje po 0,2 m.s-1 a
 v rozmezí 7 - 15 m.s-1 se postupuje po 0,5 m.s-1.

 Azimut směru větru j se volí postupně od 0o do 359o s krokem 1o ( při větším úhlovém kroku by mohlo dojít k tomu, že ve vzdálených referenčních bodech při inverzích bude kouřová vlečka výpočtem zachycena jen z malé části). Po vyčíslení efektivní výšky h každého zdroje je nutné poopravit azimut dik o hodnotu stočení směru větru s výškou

(3.52)

Pro každý azimut směru větru j se sčítají koncentrace vypočtené podle vybrané základní rovnice od těch bodových zdrojů, pro které platí

(3.53)

nebo od těch plošných a liniových zdrojů, pro které platí

(3.54)
(3.55)

Tímto způsobem se získají hodnoty koncentrací cjj pro každý směr větru, třídu stability a rychlost větru. Z těchto hodnot se jako charakteristiky znečištění ovzduší vyberou:

 1. Maximální c[fi j] pro
    I.    třídu stability a rychlost větru 1,7 m.s-1
    II.   třídu stability a rychlosti větru 1,7 a 5 m.s-1
    III.  třídu stability a rychlosti větru 1,7, 5 a 11 m.s-1
    IV.  třídu stability a rychlosti větru 1,7, 5 a 11 m.s-1
    V.   třídu stability a rychlosti větru 1,7 a 5 m.s-1
 Těchto 11 hodnot budeme nazývat maximální krátkodobé koncentrace pro dané rozptylové podmínky (ozn. cj).
 2. Maximální c[fi j] bez ohledu na třídy stability ovzduší a rychlost větru. Tuto hodnotu nazveme maximální možná krátkodobá koncentrace a označíme cmax. Zároveň bude uvedeno, při jaké třídě stability ovzduší, jaké rychlosti větru a při jakém směru větru se bude vyskytovat.

 


 3.3.2 Výpočet průměrných ročních koncentrací
 K výpočtu průměrných ročních koncentrací je nejprve nutné zkonstruovat podrobnou větrnou růžici, tj. stanovit četnosti výskytu směru větru pro každý azimut od 0o do 359o (s krokem 1o) při všech třídách stability a třídách rychlosti větru.
 Větrná růžice dělená podle tříd stability a rychlosti větru, která je vstupním údajem, obsahuje relativní četnosti v procentech pro 8 základních směrů větru a četnosti bezvětří ve všech třídách stability. V každé třídě stability nejprve rozpočítáme četnosti bezvětří do všech 8 směrů větru v 1. třídě rychlosti větru podle poměru četností v jednotlivých směrech a získáme tak pro 8 směrů větru přepočtené relativní četnosti f(js). Četnosti fj v podrobné větrné růžici pak vypočteme:

         (3.56)

kde j1 a j2 jsou sousední směry větru v 8-dílné větrné růžici.

Hodnoty fj jsou udané jako skutečné relativní četnosti, nikoliv tedy v %. Proto bude platit

(3.57)

kde součet přes j probíhá přes všechny třídy stability a v nich se vyskytující třídy rychlosti větru (celkem 11 různých rozptylových podmínek) a j probíhá všechny azimuty od 0 do 359o.

 Dále je k výpočtu ročních průměrů potřeba pro každý zdroj určit tzv. relativní roční využití maximálního výkonu a. Tato hodnota se získá u zdrojů s přibližně stálou emisí znečišťující látky (většinou u technologií) z roční provozní doby Pr [hod.]:

,        (3.58)

u zdrojů se sezónními výkyvy výkonu (většinou u spalovacích procesů) z množství spáleného paliva Sh [kg.h-1, m3.h-1] za hodinu při jmenovitém výkonu spalovacího zařízení a z ročního množství Sr [kg.r-1, m3.r-1] spáleného paliva:

       (3.59)

 U liniových zdrojů se za a považuje podíl průměrné a maximální intenzity provozu. Není-li známa maximální intenzita provozu, pak použijeme hodnotu a = 1/2,4 = 0,417.
 Označíme-li tedy ai relativní roční využití max. výkonu i-tého zdroje a cijj koncentraci způsobenou i-tým zdrojem při směru větru j a rozptylových podmínkách j, bude pro průměrnou roční koncentraci v daném referenčním bodě platit:

            (3.60)


 3.3.3 Výpočet doby překročení zvolených koncentrací
 Před výpočtem doby překročení určité hodnoty koncentrace během roku je nutné:
 a) zvolit tuto koncentraci (označíme ji cR),
 b) seřadit všechny zdroje podle klesajícího a. Jako první se bude počítat koncentrace od zdroje s nejvyšším a, jako poslední koncentrace od zdroje s nejmenším a.

 Během výpočtu hodnoty cjj (koncentrace od všech zdrojů v daném místě při směru větru j a rozptylových podmínkách j) postupným načítáním hodnot cijj (koncentrací od jednotlivých zdrojů) se po každém načtení testuje, zda součet již překročil nebo ještě nepřekročil hodnotu cR. Jestliže dojde k překročení cR po načtení koncentrace od r-tého zdroje z řady zdrojů uspořádaných podle jejich a, pak označíme

(3.61)

 Při různých směrech větru j a rozptylových podmínkách j bude k překročení cR docházet obecně při různých pořadových číslech zdrojů r. Celková doba překročení zvolené koncentrace cR v daném referenčním bodě se pak dá vypočítat podle vztahu

           (3.62)

 a udává se v hodinách za rok.

    Čím vyšší je v rozmezí počítaných koncentrací cj hodnota zvolené koncentrace cR, tím více znamená TR horní odhad doby jejího překročení a to ze dvou důvodů:
 1. Předpokládáme, že po dobu vyjádřenou nejmenším ai jsou v provozu všechny zdroje najednou. To je sice pravdě-podobné (při nízkých teplotách v zimě bývají všechny kotelny v provozu), ale ne vždy to beze zbytku platí.
 2. Předpokládáme provoz všech zdrojů na jejich jmenovitý výkon, což rovněž nemusí být vždy splněno.
    Bez těchto dvou předpokladů by však výpočet TR nebylo možné pro více zdrojů provést, pokud bychom neznali mnoho dalších vstupních údajů.
    V praxi je výhodné počítat doby překročení několika zvolených hodnot cR současně, výsledky pak dávají lepší přehled o úrovni znečištění ovzduší daného místa. Hodnoty cR se pak obvykle volí jako imisní limit a jeho díly nebo násobky.



 4. Další aplikace výpočtu znečištění ovzduší

 4.1. Stanovení výšky komína

 4.1.1 Stanovení výšky komína v terénu
 Obecný postup stanovení potřebné výšky komína:
 1. Stanovit podmínky pro hodnocení polí koncentrací s přihlédnutím k již existujícímu znečištění dané oblasti.
 2. Vhodným způsobem zvolit referenční body v okolí komína.
 Referenční body by se měly nacházet na nejexponovanějších místech z hlediska znečištění ovzduší daným zdrojem, tj. na vyvýšených místech, na svazích přivrácených ke zdroji a v případě zdroje poblíž zástavby na horních hranách fasád nejvyšších budov. V případě zdroje v rovinném nebo jen málo zvlněném terénu je nutno umístit referenční body do různých vzdáleností od zdroje a do směru, kam bude převládající vítr unášet vlečku.
 3. Zvolit určitou výšku komína H a pro ni v referenčních bodech vypočítat charakteristiky znečištění ovzduší podle dříve popsaných pravidel.
 4. Srovnat výsledné hodnoty s podmínkami pro hodnocení pole koncentrací předem stanovené v bodě 1.
 5. Opakovat výpočty pro novou výšku komína H, až budou podmínky pro hodnocení polí koncentrací předem stanovené podle bodu 1 splněny.

 Zdroj, u kterého je třeba stanovit výšku jeho komína, se posuzuje buď samostatně nebo společně s ostatními zdroji v daném závodu nebo provozu. Není přípustné určovat výšku komína s ohledem na znečištění ovzduší, které působí zdroje jiných závodů a provozů.



 4.1.2 Korekce vypočtené výšky komína na okolní zástavbu
 Nachází-li se zdroj v zástavbě nebo v její blízkosti, je navíc třeba provádět korekci vypočtené výšky komína H , abychom eliminovali ovlivnění proudění vzduchu budovami v nejnižší vrstvě atmosféry.
 Za zdroj blízký budově považujeme takový, který je umístěn ve vzdálenosti menší než je čtyřnásobek výšky budovy.

Platí:

je-li  , považujeme zdroj za umístěný v blízkosti zástavby,
 ,nepovažujeme zdroj za umístě         (4.1)

kde xl je vzdálenost zdroje od budovy v m a
lm je výška této budovy.

Korigovaná výška komína H’ se výpočte podle vztahu:

 pro   (4.2)

 kde
 lm je výška budovy v m,
 W  je šířka budovy v m (kolmo na spojnici zdroj - budova),
 L  je délka budovy v m (ve směru spojnice zdroj - budova).


 4.1.3 Obecná pravidla
 - Pokud korigovaná výška komína H’ vychází nižší než 10 m, je vhodné požadovat výšku rovnou 10 m. Je to z důvodu, že v nejnižší vrstvě atmosféry se často vyskytují značně nepříznivé podmínky pro rozptyl znečišťujících látek, které metodika nepostihuje a které by v případě nízkých komínů mohly vést k vysokým hodnotám znečištění.
 - Pokud výška komína vychází vyšší než 200 m, je třeba omezit koncentrace znečišťujících látek prostřednictvím snížení emisí z daného zdroje a nikoliv stavbou velmi vysokých komínů.

 


 4.2 Výpočet spadu prachu

 Depozicí (spadem) se rozumí součin koncentrace a pádové rychlosti.
 U prachu je postup výpočtu komplikovanější z důvodu, že prašné emise obsahují prašné částice o různých velikostech, tedy částice s různou pádovou rychlostí vg. Proto musíme pádovou rychlostí vynásobit koncentrace pro každou velikost částic samostatně.




 4.2.1 Spad prachu pro bodový zdroj
 Hodnotu prašného spadu v mg.m-2.s-1 pro bodový zdroj při směru větru j a třídě stability j vypočteme podle následujícího vzorce:


 4.2.2 Spad prachu pro plošný zdroj

 Hodnotu prašného spadu v mg.m-2.s-1 pro element plošného zdroje při směru větru j a třídě stability j vypočteme podle následujícího vzorce:

(4.4)


 4.2.3 Spad prachu pro liniový zdroj

 Hodnotu prašného spadu v mg.m-2.s-1 pro element liniového zdroje při směru větru j a třídě stability j vypočteme podle následujícího vzorce:

(4.5)



 4.2.4 Roční spad znečišťující látky
 Roční spad se vypočte podle vzorce

   (4.6)

kde /W je roční spad prachu [t.km-2.rok-1)],
 W[k pi i] - krátkodobý spad prachu při směru větru j a třídě stability j.
  f[fi j] - četnost výskytu větru o směru j v j-té třídě stability [-] a
  a[k] - relativní roční využití maximálního výkonu k-tého zdroje podle kapitoly 3.3.2.

 


 4.3 Výpočet podílů jednotlivých zdrojů na znečištění ovzduší
 Při zjišťování podílu zdrojů na znečištění ovzduší má smysl počítat pouze podíl jednotlivých uvažovaných zdrojů na vypočtené průměrné roční koncentraci dané znečišťující látky v daném místě. Podíly zdrojů na vypočtených maximálních krátkodobých koncentracích vypovídají o vlivu zdrojů na znečištění ovzduší podstatně méně, proto jejich výpočet zde ani neuvádíme.
 Označíme-li ai relativní roční využití maximálního výkonu i-tého zdroje a cijj koncentraci způsobenou v referenčním bodě i-tým zdrojem při směru větru j a rozptylových podmínkách j (j-tá třída stability), pak pro podíl i-tého zdroje na průměrné roční koncentraci v daném bodě bude platit

    (4.7)

kde f[fi j] jsou relativní četnosti směrů větru j při rozptylových podmínkách j v podrobné větrné růžici a
 je průměrná roční koncentrace podle 3.3.2.

 Takto vypočtený podíl určitého zdroje na průměrné roční koncentraci znečišťující látky v daném bodě však znamená pouze podíl vzhledem k ostatním uvažovaným zdrojům. Protože platnost metodiky je omezena vzdáleností referenčního bodu od zdroje 100 km, nelze mezi uvažované zdroje nikdy zahrnout všechny zdroje, které ve skutečnosti znečištění ovzduší v daném bodě ovlivňují. Proto podíly vypočtené podle této kapitoly nemohou nahradit podíly zdrojů počítané podle jiných modelů, které zahrnují transport znečišťujících látek na střední a větší vzdálenosti (např. modely trajektoriové), a vyjadřované vzhledem k celkovému (např. změřenému) znečištění daného místa znečišťující látkou.



 4.4. Výpočet doby překročení zvolených koncentrací pro zdroj se sezónně proměnnou emisí
 Tento postup se týká zdrojů znečištění ovzduší, jejichž emise dosahují maximálních hodnot pouze po velmi krátkou dobu v roce a po podstatnou část své roční provozní doby emitují jen menší množství znečišťující látky nebo žádnou. Je to typický případ výtopen a tepláren, jejichž plný výkon je využíván pouze v krátkých obdobích silných mrazů, dále pak cukrovarů apod..
 Pokud u takových zdrojů počítáme dobu TR překročení předem zvolených koncentrací postupem uvedeným dříve, pak u vysokých předem zvolených koncentrací cR dostáváme vyšší hodnoty TR a u nízkých cR menší hodnoty TR než odpovídá skutečnosti. Chceme-li tento nedostatek odstranit, musíme zvolit následující postup:
 Z křivky výkonu zdroje během roku odečteme, po jakou dobu v roce Pri [hod.] je zdroj provozován na kolik procent (ni) plného výkonu. Získáme tak p provozních režimů daného zdroje, i = 1, ... p. Je-li M [g.s-1] emise znečišťující látky při plném výkonu a Vs [Nm3.s-1] objem spalin odcházejících komínem, pak pro jednotlivé provozní režimy bude platit:

          (4.8)
          (4.9)

a poměrná doba trvání provozního režimu v roce bude

         (4.10)

 S těmito vstupními parametry provedeme výpočet koncentrací podle základních postupů. Označíme-li cijj koncentraci v referenčním bodě při i-tém provozním režimu, při směru větru j a při rozptylových podmínkách j, pak dobu trvání překročení zvolené koncentrace cR můžeme vyjádřit

         (4.11)

 kde součet  probíhá jen přes takové provozní režimy i, pro které platí cijj > cR.

 Hodnoty cmax, cj a roční průměry koncentrací počítáme podle základního postupu. Výpočet maximálních krátkodobých koncentrací je totiž potřeba provádět z hodnot M a Vs při jmenovitém výkonu zdroje a vypočtenou hodnotu ročních průměrů koncentrací by nový postup stejně neovlivnil.
 Celý postup popsaný v této kapitole je však možné použít jen pro jediný zdroj znečištění ovzduší. Při více proměnných zdrojích bychom se dostali do velkých komplikací při určování vzájemných kombinací jednotlivých provozních režimů zdrojů.



 5. Speciální postupy výpočtu znečištění ovzduší

 5.1 Výpočet extrémního znečištění ovzduší při inverzích a bezvětří
 Použitá metoda Gaussovského rozptylu kouřové vlečky neumožňuje stanovení koncentrací znečišťujících látek v ovzduší za extrémně nepříznivých podmínek, při bezvětří a inverzích. Přitom tyto podmínky nastávají často zejména v údolích, trvají řadu hodin nebo i dní a jsou příčinou kalamitních situací z hlediska znečištění ovzduší.
 Pro odhad koncentrací při těchto situacích použijeme metodu upraveného box-modelu. Předpokládáme uzavřené údolí nebo kotlinu, ve které jsou zdroje znečištění ovzduší, bezvětří, inverzní teplotní zvrstvení a kde ve výšce L nad dnem kotliny je horní hranice směšovací vrstvy.
 Horní hranice směšovací vrstvy se ztotožňuje s horní hranicí přízemní nebo dolní hranicí výškové inverze. Tato horní hranice směšovací vrstvy tvoří plochu, skrz kterou exhalace neprostupují (s výjimkou prorážení inverze kouřovou vlečkou těsně nad komínem) a chová se tedy stejně jako “odrazová” plocha zemského povrchu.
 Při použití box-modelu předpokládáme, že po začátku trvání podmínek bezvětří a inverze jsou koncentrace v kotlině závislé pouze na době trvání inverze, výšce horní hranice směšovací vrstvy a na vertikální souřadnici  z . Horizontálně jsou koncentrace v celé kotlině v každém okamžiku stejné.
 Vertikální rozptyl exhalací záleží na podmínkách rozptylu v inverzní vrstvě, předpokládáme přitom rozptylové podmínky ve II.třídě stability atmosféry.
 Dále je třeba rozlišit, ze kterých zdrojů se exhalace dostanou nad horní hranici směšovací vrstvy a ze kterých nikoliv. Pokud koruna komína zasahuje nad hranici směšovací vrstvy (H > L), je zřejmé, že kouřová vlečka se bude pohybovat nad touto hranicí. Pokud efektivní výška  h = H + Dh0  počítaná pro rychlost větru 1 m.s-1 nedosáhne hranice směšovací vrstvy, je opět zřejmé, že tentokrát exhalace zůstanou pod touto hranicí. V ostatních případech přijmeme následující předpoklad:

Platí:

Je-li  ,   (5.1)

 pak tepelný vznos kouřové vlečky prorazí hranici směšovací vrstvy, exhalace se dostanou nad ní a koncentraci v kotlině neovlivní.

Je-li

(5.2)

 pak tepelný vznos kouřové vlečky na proražení směšovací vrstvy nestačí a exhalace zůstanou pod touto hranicí. Efektivní výška vlečky je pak rovna výšce směšovací vrstvy L.
 Převýšení vlečky Dho = A.QB podle kapitoly 3.2.4.1.
 Údolí, ve kterém se výpočet provádí, rozdělíme vertikálně na n vrstev o tloušťce Dz. Výšky horních hranic těchto vrstev označíme zk, k = 1, ... n, potom zn = L.
 Plochy údolí ve výškách zk označíme Pk . Objemy vzduchu v jednotlivých vrstvách pak budou

          (5.3)

 Ve výškách zk zároveň vypočítáme fiktivní koncentrace cfi od všech zdrojů, jejichž exhalace zůstávají uvnitř inverze:

           (5.4)

 kde

          (5.5)


 Výpočtová rovnice popisuje rozptyl exhalací pod hranicí směšovací vrstvy s vyloučením bočního horizontálního rozptylu. Za rychlost větru  u  se dosazuje hodnota 0,5 m.s-1 a za  hi  hodnota  Hi + Dh0i . Dále předpokládáme, že za bezvětří exhalace nevystupují podél svahů vzhůru, takže neplatí vzájemné ovlivňování výšek  hi  a  z .
 Rozptylové parametry sy   a  sz  závisí na vzdálenosti od zdroje  x [m]. V případě výpočtu za bezvětří za hodnotu  x  bereme vzdálenost, do které by se exhalace dostaly při rychlosti větru 0,5 m.s-1 za dobu trvání inverze, tj.

 x = 1800 T       (5.6)

kde T je doba trvání bezvětří a inverze v hodinách.

Fiktivní koncentrace cfi od všech zdrojů, jejichž exhalace zůstávají ve směšovací vrstvě, se pro každou výšku sečtou:

               (5.7)

 Označme Mf součet násobků celkových fiktivních koncentrací a objemů vzduchu, ve kterých se vyskytují, přes všechny nadmořské výšky až do horní hranice směšovací vrstvy  L  (výška hranice nad dnem kotliny). Jedná se vlastně o fiktivní obsah znečišťující látky ve směšovací vrstvě:

               (5.8)

Ve skutečnosti je však za dobu  T  hodin emitováno do ovzduší celkové množství Mc znečišťující látky:

               (5.9)

kde  Mi  jsou emise jednotlivých zdrojů v g.s-1 a suma probíhá přes ty zdroje, jejichž exhalace zůstávají ve směšovací vrstvě.

Skutečný vertikální profil koncentrací  c(z)  pod hranicí směšovací vrstvy pak bude

        pro Mf<>0        (5.10)
     pro Mf = 0

Pro tento skutečný vertikální profil pak bude platit

              (5.11)

tj. množství znečišťující látky rozptýlené ve vzduchu v kotlině se rovná jejímu množství emitovanému do ovzduší v kotlině ze zdrojů exhalací za dobu trvání inverze.

 Pro výpočet krátkodobé koncentrace v referenčním bodě za podmínek bezvětří a inverze pak postačí z vypočtených hodnot vertikálního profilu koncentrací vypočítat lineární interpolací správnou hodnotu pro danou nadmořskou výšku referenčního bodu.
 Určitým nedostatkem této metody je fakt, že tímto způsobem je možné počítat extrémní znečištění pouze v údolích, kotlinách atd. (i když zde k němu dochází nejčastěji), protože v rovinném terénu nejsou zřejmé hranice uzavřeného objemu vzduchu, do kterého zdroje znečištění exhalují. Tento nedostatek se dá obejít v oblastech, kde již delší dobu probíhá měření znečištění ovzduší. V těchto oblastech se hranice uzavřeného objemu vzduchu dají zhruba stanovit v místech, kde podle průměrných ročních koncentrací končí území s vysokým znečištěním ovzduší.
 Vzhledem k tomu, že pro převážnou většinu míst v ČR nejsou k dispozici žádná meteorologická data o četnosti výskytu horních hranic inverzí při současném bezvětří ani o době trvání bezvětří při inverzích, je možné popsanou metodu využívat pouze k výpočtu extrémních krátkodobých koncentrací za předem stanovených podmínek.



 5.2 Rozptyl exhalací z chladících věží tepelných elektráren
 Metoda výpočtu rozptylu z chladících věží elektráren předpokládá, že spaliny z elektrárny nejsou vypouštěné komínem, ale jsou zavedené do chladících věží a spolu s vlhkým vzduchem z věže unikají do ovzduší.
Pro výpočet převýšení exhalační vlečky z chladících věží platí:
a) pro stabilní teplotní zvrstvení (tj. pro I., II. a III. třídu stability):

 pro        (5.12)
 pro

    kde            (5.13)

                 (5.14)

    V těchto rovnicích značí:

     F[m4.s-3] - počáteční vztlakový tok vzduchu opouštějícího chladící věž
     xL[m]  - vzdálenost referenčního bodu od chladící věže ve směru větru
     uH[m.s-1]  - rychlost větru ve výšce H
     H[m]  - výška chladící věže
     Te[K]  - teplota vzduchu v okolí chladící věže
     g = 9,81 m.s-1 - tíhové zrychlení
     gd = 0,01°C.m-1- adiabatický vertikální teplotní gradient
     g[°C.m-1] - aktuální vertikální teplotní gradient v atmosféře, pro jednotlivé třídy stability předpokládáme podle tabulky 5.1.

Tab. 5.1 Hodnoty vertikálního teplotního gradientu v I., II, a III.třídě  používané ve výpočtech koncentrací z exhalací z chladících věží.
------ není dostupná

b) pro normální a konvektivní podmínky v atmosféře (IV. a V. třída stability):

 pro
    pro             (5.15)

kde     (5.16)

Počáteční vztlakový tok vzduchu opouštějícího chladící věž F vypočítáme podle rovnice:

          (5.17)

 w  - výstupní rychlost vzduchu z chladící věže
 Dv  - průměr chladící věže v koruně
 Te  - teplota okolního vzduchu, (Te = te + 273,15)
 Tch  - teplota vzduchu vystupujícího z chladící věž  (Tch = tch + 273,15)
 qe  - směšovací poměr v okolním vzduchu
 qch  - směšovací poměr ve vzduchu z chladící věže
 Lv  - latentní teplo výparu vody
 cp  - měrné teplo při stálém tlaku
 frt  - korekční faktor na kondenzaci vodní páry

Směšovací poměr v okolním vzduchu qe vypočteme:

             (5.18)

 kde r [%] je relativní vlhkost vzduchu
 p0 = 101325 Pa - normální tlak vzduchu na zemi
 ET(Te)  - tlak nasycených vodních par při teplotě Te. Tento tlak při teplotě T vypočteme podle Clausius-              
 Clapeyronovy rovnice

          (5.19)

 kde Er = 611Pa je tlak nasycených par při teplotě 0°C
 Tr = 273K - normální teplota vzduchu
 Rv = 461 J.kg-1.K-1  - plynová konstanta pro vodní páru

 Směšovací poměr qch ve vzduchu opouštějícím chladící věž vypočítáme za předpokladu 98%-ní relativní vlhkost podle

              (5.20)

Pro výstupní rychlost w platí:

         (5.21)

 kde Vch [m3.s-1] je objem vzduchu opouštějícího chladící věž (včetně zavedených spalin). Tento objem se skládá z objemu zavedených spalin Vs [m3.s-1] a objemu vzduchu Vch´ [m3.s-1], který prochází věží bez zavedených spalin, tj.

 Vch = Vs + Vch'      (5.22)

 Hodnota Vs i závislost Vch´ na vnější teplotě te a relativní vlhkosti r mají být obsažené ve vstupních údajích. Pokud závislost Vch´ na teplotě te a vlhkosti r počítáme pouze z několika změřených hodnot, předpokládáme o ní, že je lineární vzhledem k te a D, kde D je sytostní doplněk ve vzduchu:

          (5.23)

protože podstatné je, kolik vlhkosti je vzduch ještě schopen pojmout.

 Podobně teplota vzduchu Tch odcházejícího z chladící věže (včetně zavedených spalin) se dá vyjádřit pomocí teploty spalin Ts [°K] a teploty Tch´ [°K] vzduchu, který odchází z věže, pokud spaliny do ní nejsou zavedené:

          (5.24)

 kde Ms je hmotnost spalin

         (5.25)

         (5.26)

    (5.27)

 kde W je obsah vodní páry ve skutečných spalinách (vzdušnině) v %,
 Mch´ - hmotnost vzduchu, který prochází chladící věží bez zavedených spalin:

         (5.28)

         (5.29)

Ve vzorci značí měrnou vlhkost nasycených vodních par, která závisí na teplotě:

         (5.30)

a Rd = 287 J.kg-1.K-1 je plynová konstanta pro suchý vzduch.

 Teplota Tch´ bude podobně jako objem Vch´ záviset na vnější teplotě te a relativní vlhkosti r. Pokud tato závislost nebude známá a bude nutné ji počítat z několika změřených hodnot, budeme ji považovat rovněž za lineární vzhledem k te a D, kde D je sytostní doplněk.
 Závislosti Vch´ = Vch´(te,D) a Tch´ = Tch´(te,D) jsou vnitřními parametry dané chladící věže, obecně jsou pro každou věž jiné a měly by být obsahem vstupních údajů.
 Bezrozměrný parametr frt vyjadřuje průměrné relativní množství zkondenzované vodní páry při dané kombinaci teploty te a relativní vlhkosti r okolního vzduchu. V praxi se dá nahradit poměrem

         (5.31)

 kde Dm,rt je trvání situací s výskytem mlhy při relativní vlhkosti r a teplotě te
   Drt je celková doba trvání situací s relativní vlhkostí r a teplotou te

 Matice hodnot frt pro různé třídy te a r musí být obsahem klimatických vstupních údajů pro dané místo zdroje.
 Popsaným způsobem se tedy pro danou třídu te a r a danou třídu stability ovzduší vypočte veličina F a z ní převýšení Dh. Jestliže stojí více chladících věží vedle sebe, provede se dále korekce Dh na možné vzájemné ovlivnění vleček (jejich efektivních výšek). Získáme tak převýšení vlečky Dhjrt´ při třídě stability j, třídě okolní teploty t a třídě relativní vlhkosti r. Efektivní výška vlečky se pak vypočte:

         (5.32)

 Protože tímto způsobem získáme velké množství hodnot efektivní výšky (při 10 třídách te, 7 třídách r a 5 třídách stability je to 350), což je pro další výpočty zcela nepraktické, zprůměrujeme hodnoty efektivních výšek pro každou třídu stability ovzduší pomocí váženého průměru. Vahou zde bude četnost výskytu dané kombinace třídy teploty te a třídy vlhkosti r v dané třídě stability j. Matice těchto relativních četností grt musí být pro každou třídu stability obsahem klimatických vstupních údajů. Pro efektivní výšku hj vlečky při třídě stability j pak bude platit

         (5.33)

 S takto získanými hodnotami efektivní výšky pro danou třídu stability (a danou rychlost větru) pak již počítáme stejně jako při výpočtu znečištění z bodových zdrojů.
 U tepelných elektráren často nastává stav, kdy jeden nebo více bloků ( a tedy jedna nebo více chladících věží) není v provozu. Proto je vhodné přepočítat dobu překročení TR zvolených koncentrací cR na základě jednotlivých provozních režimů (viz kapitola ”4.4 Výpočet doby překročení zvolených koncentrací pro zdroj se sezónně proměnou emisí”). Tento postup však lze provést pouze pro jediný zdroj a nikoliv pro více chladících věží současně. Protože však výpočty znečištění ovzduší od elektráren se obvykle provádějí pro větší území (nikoliv na velmi krátké vzdálenosti), dopustíme se pouze zanedbatelné chyby, pokud chladící věže elektrárny nahradíme věží jednou umístěnou v geometrickém středu nahrazovaných věží. Všechny ostatní vstupní údaje přitom zůstanou stejné, až na emisi znečišťujících látek, která bude součtem emisí z jednotlivých věží, které budou v jednotlivých provozních režimech v provozu. Stejně tak při výpočtu převýšení vlečky při chladných exhalacích počítáme se skutečným počtem provozovaných chladících věží při daném provozním režimu.



 6. Interpretace výsledků výpočtu hlavních charakteristik znečiště ovzduší
 Jako výsledky výpočtu je třeba uvádět zejména hlavní charakteristiky znečištění ovzduší (viz kapitola 3.3) ve všech zvolených referenčních bodech, nejlépe tabelární formou. Vybrané údaje (např. maximální možnou koncentraci cmax, roční průměry aj.) je vhodné zobrazit formou map znečištění ovzduší.
 Při interpretaci výsledků je nutné mít na paměti několik skutečností:
  - Přestože autoři metodiky byli vedeni snahou o maximální věrohodnost všech použitých postupů, je zřejmé, že základem metodiky     je matematický model, který již svou podstatou znamená zjednodušení a nemožnost popsat všechny děje v atmosféře, které     ovlivňují rozptyl znečišťujících látek. Proto jsou i vypočtené výsledky nutně zatížené nějakou chybou a nedají se interpretovat zcela striktně.
  - Klimatické vstupní údaje znamenají zprůměrované hodnoty jednotlivých veličin za delší časové období. Skutečný průběh     meteorologických charakteristik v daném určitém roce se může od průměru značně lišit (např. větrná růžice nebo výskyt inverzí).
  - Výpočetní rovnice byly stanovené za předpokladu maximální vzdálenosti referenčního bodu od zdroje 100 km. Pro delší vzdálenosti     nelze metodiku použít.
  - Při výběru referenčních bodů nelze většinou postihnout podrobně všechny nerovnosti terénu. Protože program vyhodnocující     terénní profily pracuje pouze s nadmořskými výškami v místech referenčních bodů a zdrojů, může se stát, že se nějaký terénní     útvar (např úzké údolí) “ztratí”. Při konstrukci map znečištění ovzduší je nutné k těmto možnostem přihlédnout.
  - V metodice se nepočítá s pozaďovým znečištěním ovzduší. Veškeré vypočtené výsledky se týkají pouze zdrojů zahrnutých do     výpočtu. Stejně tak metodika nezohledňuje sekundární prašnost, která může tvořit velkou část prachu v ovzduší.
 Vypočtené koncentrace by měly být v každém referenčním bodě srovnány s imisními limity (přípustnými koncentracemi). Aby se úroveň znečištění ovzduší od uvažovaného zdroje (zdrojů) dala považovat za přijatelnou, musí vypočtené charakteristiky znečištění ovzduší splňovat podmínky stanovené příslušnými předpisy.



 7. Literatura
 [1] Výpočet znečištění ovzduší pro stanovení a kontrolu technických parametrů zdrojů. Praha, MLVH ČSR 1979.
 [2] Bubník, J. - Keder, J. - Macoun, J. - Maňák, J.: Základní část metodiky výpočtu znečištění ovzduší ze stacionárních zdrojů. Rešerše     literatury a konstrukce základních rovnic výpočetního modelu. Státní program péče o životní prostředí MŽP ČR, projekt     GA 3224/93. [Závěrečná zpráva za úkoly plánované na rok 1993.] Praha, EKOAIR - Služby čistotě ovzduší, ČHMÚ 1993.
 [3] Bubník, J. - Maňák, J.: Metodika výpočtu znečištění ovzduší ze stacionárních zdrojů. Popis modelu a kontrolní výpočet. Státní     program péče o životní prostředí MŽP ČR, projekt 49/6.2/1/95. [Závěrečná zpráva za úkoly plánované na rok 1995.] Praha,     EKOAIR - Služby čistotě ovzduší, ČHMÚ 1995.
 [4] Bubník, J. - Koldovský, M.: Typizace počasí se zřetelem ke znečištění ovzduší. In: Böhm, B. a kol.: Znečištění ovzduší     v Podkrušnohoří. Sborník prací HMÚ Praha, sv. 20, 1974, s. 101-106.
 [5] Bednář, J. - Zikmunda, O.: Fyzika mezní vrstvy atmosféry. Praha, Academia 1985.
 [6] Bubník, J.: Problémy interpretace výsledků modelových výpočtů znečištění ovzduší. Seminář Hradec Králové, červen 1994. In:     Metody výpočtu a právní aspekty rozptylových studií v ochraně ovzduší. Pardubice, Vědeckotechnický informační servis FINISH     v.o.s., s. 38-52.
 [7] Opatření Federálního výboru pro životní prostředí ze dne 1. října 1991 k zákonu č. 309 ze dne 9. července 1991 o ochraně ovzduší     před znečišťujícími látkami. Sbírka zákonů č. 45/1991, s. 2061.
 [8] Opatření Federálního výboru pro životní prostředí ze dne 23. června 1992, kterým se mění a doplňuje opatření Federálního     výboru pro životní prostředí ze dne 1. října 1991 k zákonu č. 309 ze dne 9. července 1991 o ochraně ovzduší před znečišťujícími     látkami. Sbírka zákonů 1992, částka 84, s. 2398.
 [9] Přehled hodnot přípustných koncentrací ve volném ovzduší. Acta hygienica, epidemiologica et microbiologica, příl. č. 6/1986     a č. 2/1991.

[10] Metodický návod odboru ochrany ovzduší MŽP ČR k výpočtu imisních charakteristik znečišťujících látek pro hodnocení kvality     ovzduší č.j.520/2203/93.

[11] Metodický pokyn odboru ochrany ovzduší Ministerstva životního prostředí České republiky o použití emisních faktorů pro     výpočet poplatků za znečišťování ovzduší. MŽP ČR, Praha 1994.

PŘÍLOHA A

ROZPTYLOVÉ PODMÍNKY PODLE STABILITNÍ KLASIFIKACE BUBNÍKA A KOLDOVSKÉHO

 Stabilitní klasifikace podle Bubníka a Koldovského rozeznává pět tříd stability s rozdílnými rozptylovými podmínkami. Klasifikace zahrnuje tři třídy stabilní, jednu třídu normální a jednu třídu labilní.
 V I. třídě stability - superstabilní - s vertikálními teplotními gradienty menšími než -1,6 oC/100 m je rozptyl znečišťujících látek v ovzduší velmi malý nebo téměř žádný. Kouřové vlečky jsou viditelné do velké vzdálenosti od zdrojů. Koncentrace při zemi jsou nízké a ve vlečce velmi vysoké. Proto ve značně vyvýšených polohách (vzhledem k efektivní výšce komína) jsou v této třídě stability počítány absolutní maxima koncentrací. Pro prach toto tvrzení platí i v rovině (jako důsledek pádové rychlosti částic).
 V II. třídě stability - stabilní - s vertikálními teplotními gradienty od -1,6 do-0.7 oC/100 m jsou rozptylové podmínky stále nepříznivé, i když lepší než v I. třídě stability.
 V III. třídě stability - izotermní - s vertikálními teplotními gradienty od -0,6 do +0,5 oC/100 m (vertikální teplotní gradient se pohybuje kolem nuly, teplota s výškou se mění jen málo) se rozptylové podmínky vylepšují. Jedná se přechodovou třídu stability mezi stabilními třídami a třídou normální.
 Ve IV. třídě stability - normální - s vertikálními teplotními gradienty od +0,6 do +0,8 oC/100 m jsou rozptylové podmínky dobré. Tato třída stability se v atmosféře vyskytuje nejčastěji (v rovině a málo nebo mírně zvlněné krajině). Proto se nazývá normální třída. Ve významně zvlněné krajině se však část její četnosti výskytu přesouvá do III. třídy stability.
 V V. třídě stability - konvektivní - jsou sice nejlepší rozptylové podmínky (vertikální teplotní gradient je větší než +0,8 oC/100 m), ale v důsledku intensivních vertikálních konvektivních pohybů se mohou vyskytnou v malých vzdálenostech od zdroje nárazově vysoké koncentrace.
 Tato typizace předpokládá, že v celé vrstvě, kde dochází k rozptylu znečišťujících látek, je konstantní vertikální teplotní gradient a to již od zemského povrchu. To znamená, že při výpočtu v I. a II. stability předpokládáme, že zdroje exhalují do přízemní inverze (ve III. třídě do izotermie) a že celý rozptyl se děje uvnitř této inverze (ve III. třídě uvnitř izotermie).
 Z definičních důvodů se mohou v I. třídě stability vyskytnout pouze rychlosti větru menší než 2,5 m.s-1, ve II. a V. třídě stability menší než 5 m.s-1. Ve III. a IV. třídě stability není rychlost větru omezena.
 Četnost výskytu jednotlivých tříd stability je většinou následující. I. třída stability se vyskytuje s četností 5 až 10 %, II. třída s četností 10 až 25 %, III. třída s četností 25 až 35 %, IV. třída s četností 30 až 40 % a V. třída s četností 5 až 15 %. V rovinatém terénu je největší četnost výskytu ve IV. třídě stability, v kopcovitém terénu vzrůstá četnost výskytu stabilních tříd (I., II.) a V. třída na úkor IV. třídy, ve velmi úzkých údolích i na úkor četností výskytu III. třídy. V konkrétních případech se četnost výskytu jednotlivých tříd stability může významně lišit.


PŘÍLOHA B

SEZNAM SYMBOLŮ

 převodní rozměrový koeficient, jehož rozměr závisí na rozměru počtu jednotek P, na které je vztaž emisní faktor a stanovený tak, aby výsledná emise znečišťující látky měla rozměr g.s-1 (2.1.1)
  konstanta pro výpočet převýšení vlečky (3.2.3.1)
 obsah popelovin v původním vzorku paliva (2.1.1)
 obsah popelovin v sušině paliva (2.1.1)
 koeficient pro výpočet příčného horizontálního rozptylového parametru sy (3.2.5.1)
 koeficient pro výpočet vertikálního rozptylového parametru sz (3.2.5.1)
 konstanta (exponent) pro výpočet převýšení vlečky (3.2.3.1)
 koeficient (exponent) pro výpočet příčného horizontálního rozptylového parametru sy (3.2.5.1)
 koeficient (exponent) pro výpočet vertikálního rozptylového parametru sz (3.2.5.1)
 konstanta ze vzorce pro výpočet pádové rychlosti částic určující poměr mezi objemem č charakteristickým rozměrem (0,8) (3.2.8)
  součinitel odporu tření ze vzorce pro výpočet pádové rychlosti částic (0,6) (3.2.8)
 měrné teplo vzduchu při stálém tlaku (1004 J.kg-1.K-1) (5.2)
 krátkodobá koncentrace znečišťující látky (3.1)
 fiktivní koncentrace znečišťujících látek od všech zdrojů, jejichž exhalace zůstávají uvnitř inverze (5.1)
 fiktivní koncentrace znečišťujících látek od i-tého zdroje, jejichž exhalace zůstávají uvnitř inverze (5.1)
 koncentrace znečišťující látky způsobená i-tým zdrojem při směru větru j a střídě stability j. (3.3)
 koncentrace od zdroje v daném referenčním bodě při směru větru j a třídě stability j (3.3)
 maximální koncentrace stanovená ze všech hodnot cjj bez ohledu na třídy stability a rychlosti větru (3.3.1)
 koncentrace znečišťující látky pro výpočet doby jejího překročení, např. hodnota imisního limitu (3.3.3)
 -  měrné teplo exhalací (2.1.1)
 sytostní doplněk (5.2)
 průměr prašné částice (3.2.8)
 vnitřní průměr koruny komína (výduchu) (2.1.1)
 převýšení vlečky nad ústím komína (3.2.3)
 převýšení vlečky z chladící věže při třídě stability j, třídě okolní teploty t a třídě relativní vlhkosti r (5.2)
 efektivní výška zdroje při rychlosti větru 1 m.s-1 (5.1)
 doba trvání situací s výskytem mlhy při teplotě t a relativní vlhkosti r za dané období (rozmě shodný s rozměrem Drt) (5.2)
 celková doba trvání situací s teplotou t a relativní vlhkosti r (rozměr musí být shodný s rozmě (5.2)
 vnitřní průměr chladící věže v koruně (2.1.5)
 vzdálenost dvou nejvzdálenějších zdrojů ve shluku (3.2.3.2)
 tloušťka jedné vrstvy vzduchu, na které je údolí rozděleno (5.1)
 -  emisní faktor pro j-tou skupinu vozidel (2.1.3)
 faktor vzrůstu převýšení vlečky i-tého zdroje (3.2.3.2)
 tlak nasycených vodních par při teplotě 0 oC (611 Pa) (5.2)
 tlak nasycených vodních par (5.2)
 vztlakový tok vzduchu opouštějícího chladící věž (5.2)
 relativní kumulativní četnost výskytu horní hranice inverze mezi stanovenou výškou a výškou hladiny
 850 hPa (3.2.7)
 relativní četnost větru proudícího ze směru ji v základní osmidílné větrné růžici (3.3.2)
 emisní faktor pro pevná a kapalná paliva (2.1.1)
 emisní faktor pro plynná paliva (2.1.1)
 relativní četnost větru proudícího ze směru j v podrobné větrné růžici (3.3.2)
 relativní četnost větru proudícího ze směru j a při výskytu třídy stability j v podrobné větrné růžici (3.3.2)
 matice průměrného relativního množství zkondenzované vodní páry ve vzduchu při teplotě vlhkosti vzduchu r v dané třídě stability (2.2.3)
 tíhové zrychlení (9,81 m.s-2)
 matice relativních četností výskytu situací s teplotou t a relativní vlhkosti vzduchu r v dané třídě
 stability (2.2.3)
 výška chladících věží (2.1.5)
 stavební výška koruny komína (konce výduchu) nad terénem (2.1.1)
 výška komína korigovaná na vliv blízké budovy (4.1.2)
 vážený průměr výšek komínů ve shluku (3.2.3.2)
 efektivní výška zdroje (bez korekce na vliv terénu) (3.2.3)
 efektivní výška zdroje po provedení všech korekcí (3.2.3)
 pokles efektivní výšky zdroje vlivem pádové rychlosti prašných částic pro velikost částic o průmě (3.1.2)
 vážený průměr efektivních výšek podle tříd stability j (5.2)
 efektivní výška chladící věže při třídě stability j, třídě okolní teploty t a třídě relativní vlhkosti r (5.2)
 výška emitující plochy nad zemí (5.1)
 konstanta závisející na typu a výkonu topeniště a na skupenství paliva pro výpočet  zdroje (2.1.1)
 konstanta závisející na typu a výkonu topeniště a na skupenství paliva pro výpočet  zdroje(2.1.1)
 množství spalin v m3 vznikající při spálení jednoho kg pevného nebo kapalného paliva (2.1.1)
 množství spalin v m3 vznikající při spálení jednoho m3 plynného paliva (2.1.1)
 koncentrace znečišťující látky ve spalinách za normálních podmínek (2.1.1)
 koncentrace znečišťující látky v referenčních spalinách (vzdušnině) (2.1.1)
 koeficient zeslabení vlivu nízkých zdrojů na referenční body ve větších nadmořských výškách (3.2.7)
 korekční koeficient na postupný vznos vlečky v blízkosti zdroje (3.2.3.1)
 korekční koeficient převýšení vlečky na teplotní stabilitu ovzduší (3.2.3.10)
 koeficient odstraňování,zahrnující suchou a mokrou depozici a chemické transformace (3.2.6)
 délka budovy (ve směru spojnice zdroj - budova) (4.1.2)
 výška horní hranice inverze nad dnem údolí (2.2.2)
 maximální rozměr shluku zdrojů (3.2.3.2)
 latentní teplo výparu vody (2,5.106 j.kg-1) (5.2)
 výška referenčního bodu nad povrchem země (výška budovy apod.) (3.2.1.2)
 parametr pro výpočet korigované výšky zdroje na vliv budovy (4.1.2)
 výška budovy (4.1.2)
 emise znečišťující látky při plném výkonu zdroje (4.4)
 množství znečišťující látky odcházející komínem, výduchem nebo chladící věží (2.1.5)
 celkové množství emisí znečišťující látky za dobu T (5.1)
 emise znečišťující látky z elementu plochy (2.1.2)
 fiktivní obsah znečišťující látky ve směšovací vrstvě (5.1)
 hmotnost vzduchu, který prochází chladící věží bez zavedených spalin (5.2)
 emise znečišťující látky při předem stanoveném výkonu zdroje (4.4)
 délková intenzita emise znečišťující látky (2.1.3)
 -  plošná intenzita emise (2.1.2)
 hmotnost spalin (5.2)
 obecná emise znečišťující látky (3.1)
 počet chladících věží (2.1.5)
 počet zdrojů ve shluku (3.2.3.2)
 -  frekvence vozidel j-té skupiny za den (2.1.3)
 relativní doba provozu zdroje na předem stanovený výkon (index j znamená pořadí  (4.4)
 obsah kyslíku v referenčních spalinách (vzdušnině) (2.1.1)
 obsah kyslíku ve skutečných spalinách (vzdušnině) (2.1.1)
 počet jednotek, na které je vztažený emisní faktor
 velikost horizontální plochy údolí ve výšce zk (5.1)
  počet provozních hodin za rok (2.1.1)
 počet provozních hodin j-té chladící věže za rok (2.1.5)
 exponent z mocninového profilu větru (3.2.4.1)
 tlak vzduchu (2.1.1)
 podíl i-tého zdroje na průměrné roční koncentraci v daném bodě (4.3)
 normální tlak při zemi (101325 Pa) (5.2)
 tepelná vydatnost zdroje (2.1.1)
 výhřevnost pevného nebo kapalného paliva (2.1.1)
 výhřevnost plynného paliva (2.1.1)
 směšovací poměr v okolním vzduchu (5.2)
 směšovací poměr ve vzduchu z chladící věže (5.2)
 -  měrná plynová konstanta pro suchý vzduch (5.2)
 -  měrná plynová konstanta pro vlhký vzduch (5.2)
 -  měrná plynová konstanta pro vodní páru (461 J.kg-1.K-1) (5.2)
 relativní vlhkost okolního vzduchu (5.2)
 celkový počet tříd zastoupení prašných frakcí podle průměru částic (3.2.1)
 spotřeba plynného paliva (2.1.1)
 spotřeba pevného nebo kapalného paliva (2.1.1)
 spotřeba pevného nebo kapalného paliva za hodinu při instalovaném výkonu spalovacího zařízení (2.1.1)
 spotřeba plynného paliva za hodinu při instalovaném výkonu spalovacího zařízení (2.1.1)
 obsah síry v původním vzorku paliva (2.1.1)
 roční spotřeba pevného nebo kapalného paliva (2.1.1)
 roční spotřeba plynného paliva (2.1.1)
 obsah síry v sušině paliva (2.1.1)
 měrná vlhkost nasycených vodních par (5.2)
 doba nepřetržitého trvání podmínek inverze a bezvětří (2.2.2)
 teplota vzduchu v okolí chladící věže, Te = te + 273,15 (5.2)
 teplota vzduchu vystupujícího z chladící věže, Tch = tch + 273,15 (5.2)
 teplota vlhkého vzduchu opouštějící chladící věž bez zavedení spalin do věže, Tch’ = tch’ + 273,15 (5.2)
 počet hodin s překročením koncentrace cR za rok (3.3.3)
 normální teplota vzduchu (273,15 K = 0 oC) (5.2)
 teplota odcházejících exhalací v koruně komína, výduchu nebo chladící věže, Ts = ts + 273,15 (5.2)
 teplota vlhkého vzduchu opouštějící chladící věž bez zavedení spalin do věže (5.2)
 teplota venkovního vzduchu (2.1.1)
 teplota venkovního vzduchu u chladící věže (5.2)
 teplota vlhkého vzduchu opouštějící chladící věž včetně zavedených spalin do věže (5.2)
 teplota odcházejících exhalací v koruně komína, výduchu nebo chladící věže (2.1)
 rychlost větru ve výšce 10 m nad povrchem země (3.2.4.1)
 rychlost větru ve výšce h (3.2.4.1)
 rychlost větru ve výšce koruny komína (3.2.4.1)
 rychlost větru ve výšce h1 (3.2.4.1)
 objem vlhkého vzduchu opouštějící chladící věž včetně zavedených spalin do věže (5.2)
 objem vlhkého vzduchu opouštějící chladící věž bez zavedení spalin do věže (5.2)
 objem spalin nebo vzdušniny odcházející komínem za skutečných podmínek za teploty ts a tlaku p (2.1)
 objem spalin nebo vzdušniny odcházející komínem přepočtený na normální podmínky  (2.1)
 objem spalin vypouštěných do každé chladící věže za skutečných podmínek při teplotě ts a tlaku p (5.2)
 - objem spalin vypouštěných do každé chladící věže za skutečných podmínek při teplotě ts a tlaku p př plném výkonu zdroje (4.4)
 objem spalin vypouštěných do každé chladící věže za skutečných podmínek při teplotě ts a tlaku p př předem stanoveném výkonu zdroje (4.4)
 objem spalin přepočtený na suchý plyn a referenční obsah kyslíku
 pádová rychlost částic o průměru di (3.2.8)
 obsah vodní páry ve skutečných spalinách (vzdušnině) (2.2.1)
 šířka budovy (kolmo na spojnici zdroj - budova)(4.1.2)
 hodnota prašného spadu (4.2)
 -  krátkodobý spad prachu při směru větru j, třídě stability j a i-té třídě velikosti částic (4.2.4)
 obsah vody v palivu (2.1.1)
 -  hodnota ročního spadu prachu (4.2.4)
 výstupní rychlost vzduchu z chladící věže (5.2)
 výstupní rychlost exhalací z komína (výduchu) (2.1.1)
 vzdálenost referenčního bodu od zdroje (3.2.1.1)
 rozdíl x-souřadnic i-tého zdroje a k-tého referenčního bodu (3.3.1)
 vzdálenost referenčního (uzlového) bodu od zdroje ve směru větru (3.2.1.1)
 vzdálenost zdroje od budovy (4.1.2)
 šířka liniového zdroje (2.1.3)
 vzdálenost nejbližšího referenčního bodu od zdroje (3.2.5)
 souřadnice X (mířící k východu) referenčního bodu (2.3.1)
 souřadnice X komína ve skupině blízkých zdrojů (pro nejvzdálenější zdroj ke zdroji se souř (3.2.3.2)
 souřadnice X komína ve skupině blízkých zdrojů (pro nejvzdálenější zdroj ke zdroji se souř (3.2.3.2)
 vzdálenost, po kterou proudění prochází nad elementem silnice (3.2.5.3)
 souřadnice X (mířící k východu) paty komína bodového zdroje nebo chladící věže, stř nebo středu elementu liniového zdroje (2.1)
 souřadnice X (mířící k východu) počátečního bodu liniového zdroje (2.1.3)
 souřadnice X (mířící k východu) konečného bodu liniového zdroje (2.1.3)
 rozdíl y-souřadnic i-tého zdroje a k-tého referenčního bodu (3.3.1)
 vzdálenost referenčního (uzlového) bodu od zdroje ve směru kolmém na směr větru (3.2.1.1)
 délka elementu liniového zdroje (2.1.3)
 délka strany elementu (čtverce) plošného zdroje (2.1.2)
 souřadnice Y (mířící k severu) referenčního bodu (2.3.1)
 souřadnice Y komína ve skupině blízkých zdrojů (pro nejvzdálenější zdroj ke zdroji se souř (3.2.3.2)
 souřadnice Y komína ve skupině blízkých zdrojů (pro nejvzdálenější zdroj ke zdroji se souř (3.2.3.2)
 průmět délky elementu liniového zdroje ve směru větru (3.2.5.3)
 souřadnice Y (mířící k severu) paty komína bodového zdroje nebo chladící věže, stř nebo středu elementu liniového zdroje (2.1)
 souřadnice Y (mířící k severu) počátečního bodu liniového zdroje (2.1.3)
 souřadnice Y (mířící k severu) konečného bodu liniového zdroje (2.1.3)
 převýšení referenčního bodu nad patou komína (výduchu) (3.2.1.2)
 korigovaná vertikální souřadnice referenčního bodu v členu pro přímý rozptyl (3.2.1.2)
 korigovaná vertikální souřadnice referenčního bodu v členu popisujícím odraz v dolním odhadu (3.2.1.2)
 korigovaná vertikální souřadnice referenčního bodu v členu popisujících odraz v horním odhadu (3.2.1.2)
 funkce převýšení terénu nad rovinou procházející patou komína mezi zdrojem a referenčním  (3.2.2)
 funkce převýšení terénu nad rovinou procházející referenčním bodem mezi zdrojem a referenč (3.2.2)
 Výška horní hranice k-té vrstvy vzduchu, na které je údolí rozděleno (5.1)
 výška, do které se přízemní exhalace dostanou vlivem turbulence způsobené průjezdem automobilů (3.2.5.3)
 nadmořská výška terénu středu referenčního bodu (2.3.1)
 výška, do které sahá přibližně rovnoměrná koncentrace znečišťující látky nad silnicí (3.2.5.3)
 nadmořská výška terénu v místě paty komína bodového zdroje nebo chladící věže, stř nebo středu elementu liniového zdroje (2.1)
 nadmořská výška terénu počátečního bodu liniového zdroje (2.1.3)
 nadmořská výška terénu konečného bodu liniového zdroje (2.1.3)
 relativní roční využití maximálního výkonu (3.3.3)
 relativní doba trvání předem stanoveného provozního režimu za rok (4.4)
 relativní roční využití maximálního výkonu k-tého zdroje (4.4)
 zastoupení jednotlivých prašných frakcí v závislosti na průměru prašných částic d (2.1.1)
 korekční koeficient převýšení vlečky na teplotu exhalací (3.2.3.1)
 vertikální teplotní gradient (2.2.1)
 -  adiabatický vertikální teplotní gradient (1 oC/(100 m) (5.2)
 azimut i-tého zdroje od k-tého referenčního bodu (3.3.1)
 azimut i-tého zdroje od k-tého referenčního bodu, opravený na efektivní výšku zdroje vlivem stač směru větru s výškou (3.3.1)
 korekční koeficient převýšení vlečky na vliv terénu (3.2.3.1)
 úhel mezi směrem elementu silnice a směrem větru (3.2.5.3)
 účinnost opatření omezujících únik znečišťující látky (odsiřovacího zařízení, odlučovačů popílku, rů filtrů apod.) (2.1.1)
 matice hodnot J (i je číslo zdroje a j je číslo referenčního bodu (3.2.2)
 koeficient vlivu terénu (3.2.2)
 úhel mezi směrem větru a spojnicí zdroj - referenční bod (3.3.1)
 kinematická viskozita vzduchu (15,10-6 m2.s-1)
 hustota vzduchu (1,3 kg.m-3)
 měrná hustota prašných částic (3.2.8)
 příčný horizontální rozptylový parametr (3.2.5.1)
 počáteční příčný horizontální rozptylový parametr pro plošné a liniové zdroje (3.2.5.2, 3.2.5.3)
 příčný vertikální rozptylový parametr (3.2.5.1)
 počáteční příčný vertikální rozptylový parametr pro plošné a liniové zdroje (3.2.5.2, 3.2.5.3)
 azimut směru větru (3.3.2)
 směr větru ve výšce 10 m nad povrchem země (3.2.4.2)
 směr větru v efektivní výšce zdroje referenčního bodu) (3.2.4.2)
 azimut směru elementu silnice (3.2.5.3)


PŘÍLOHA C

SEZNAM TABULEK

------ není dostupná