2.4.3. Определение местоположения областей вредных выбросов промышленных предприятий радиолокационным методом

Визуализация ПРО достигается с помощью метеорологической или специализированной радиолокационной станции, устанавливаемой вблизи контролируемого предприятия или группы предприятий. Радиолокационная информация о положении и конфигурации обла­ков ПРО в горизонтальной и вертикальной плоскостях непосредствен­но поступают в сопряженную с РЛС ЭВМ.

Контроль распространения вредных атмосферных выбросов потен­циально опасных производств при штатном режиме работы и осо­бенно в аварийной ситуации является актуальной проблемой обеспе­чения экологической безопасности регионов с развитой промышлен­ностью.

Дистанционные бесконтактные методы контроля загрязнений в настоящее время развиты еще недостаточно. Например, лазерный метод действует на расстояниях, не превышающих нескольких километров, и применим в ограниченных погодных условиях; гамма-спектрометрический метод, как правило, реализуется при помощи летных платформ (самолет, вертолет), а в наземном варианте имеет ограниченную несколькими сотнями метров дальность зондирова­ния.

Для трассирования различных фракций вредных атмосферных вы­бросов целесообразно использовать многокомпонентные выбросы («заряды») ПРО, состоящих из группы диполей с различными скорос­тями седиментации. В общем случае вредные атмосферные веще­ства состоят из пылегазоаэрозольных частиц рабочего тела того или иного производства. Спектральный состав вредных атмосферных ве­ществ индивидуален для различных видов производств и зависит также от режима выброса (штатный, аварийный и катастрофичес­кий).

Преимуществом метода трассировки вредных атмосферных выбросов с помощью ПРО является его чувствительность к таким заметно влияющим на условия переноса примесей, нетрудно прогно­зируемым факторам, как сдвиг ветра и вовлечение в облака.

Особенности применения радиолокационного метода для реше­ния поставленной задачи является радиолокация пространственно-распределенной цели, какой является ПРО, на малых высотах в ус­ловиях наличия помех от гидрометеоров (облака, осадки) и местных предметов (подстилающая поверхность, растительность, постройки).

Условия «видимости» радиолокационной цели вообще и ПРО в частности определяются из уравнения радиолокации для пространст­венно-распределенной цели

где P ₂(t) - мощность эхо-сигнала от цели в момент наблюдения; Р_ш-мощность собственных шумов приемника РЛС; Р_с - импульсная мощ­ность РЛС; (Р2/Рш) - энергетический потенциал РЛС; П - постоян­ная РЛС;

П = ?10^-0,16

где G - коэффициент усиления антенны; Q_0,5 - ширина диаграммы направленности антенны на уровне половинной мощности; л - дли­на волны; h - пространственная протяженность зондирующего им­пульса; с, - коэффициент затухания в антенно-фидерной системе при работе на прием и передачу, ДБ: R(t) и h(t)- дальность до цели и удель­ная эффективная поверхность рассеяния в момент наблюдения t.

В силу того. что отношение Р ,/Рд, меняется в процессе наблюдения на несколько порядков, уравнение удобно представлять в ло­гарифмической форме

Удельная эффективная поверхность рассеяния гидрометеоров рас­считывается по формуле [86]:

где À - комплексный показатель преломления вещества гидрометеоров; N - концентрация частиц диаметром d.

Определенным формам облаков и значениям интенсивности осад­ков из дождя и снега соответствуют определенные значения r\, .

ПРО представляют собой полуволновые диполи, которые имеют форму, сильно отличающуюся от сферических капель. Кроме того, они перемещаются под действием ветра относительно РЛС. Поэтому путем использования поляризационной селекции и селекции движущейся цели надежность обнаружения ПРО на фоне гидроме­теоров и местных предметов может быть повышена.