CC BY
54
НАУКИ О ЗЕМЛЕ
Б01: 10.25702/К8С.2307-5228-2018-10-1-5-14 УДК 622.4:519.67
ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДИЧЕСКОГО ПОДХОДА
К ОЦЕНКЕ ИНТЕНСИВНОСТИ ПЫЛЕНИЯ НА ХВОСТОХРАНИЛИЩЕ
П. В. Амосов1, А. А. Бакланов2, В. А. Маслобоев3
ХФГБУН Горный институт ФИЦ КНЦ РАН 2Всемирная метеорологическая организация 3ФГБУН ФИЦ «Кольский научный центр РАН»
Аннотация
На основе анализа существующих подходов по оценке горизонтального и вертикального потоков массы с пылящих поверхностей (пустыни, хвостохранилища и др.) определен круг наиболее приемлемых и общепризнанных подходов (зависимость О. Е. Семенова, зависимость Westphal et al., схема DEAD, схема GOCART). Предложен простой и логичный переход к определению динамической скорости и* и скорости на высоте +10 м над пылящей поверхностью ию, необходимых для выполнения прогнозных расчетов интенсивности пыления на базе численной модели аэродинамики атмосферы района «хвостохранилище АНОФ-2 — г. Апатиты». Представлены результаты расчетов и сравнительный анализ кривых вертикального потока массы при вариации скорости ветрового потока. Для последующих исследований загрязнения приземного слоя атмосферы вниз по ветровому потоку рекомендованы зависимость Westphal et al. и схема DEAD. Ключевые слова:
пылящие поверхности, интенсивность пыления, численное моделирование.
JUSTIFICATION OF THE METHODICAL APPROACH TO ESTIMATION OF DUST INTENSITY AT TAILING DUMP
Pavel V. Amosov1, Alexander A. Baklanov2, Vladimir A. Masloboev3
1Mining Institute of the KSC of the RAS 2World Meteorological Organization 3Kola Science Centre of the RAS
Abstract
Keywords:
Based on the analysis of existing approaches for assessing the horizontal and vertical fluxes of mass with a dusting of surfaces (deserts, tailing dumps, etc.) the range of the most acceptable and recognized (dependence of Semenov O. E., dependence of Westphal et al., DEAD scheme, GOCART scheme) approaches has been defined. Simple and logical transition of dynamic velocity u* and velocity at the height of +10 m above dusting surface uio, which are necessary to execution of predictive calculations of dust intensity, has been proposed. The calculations are based on numerical model of atmosphere aerodynamics in the area of "tailing dumps of ANOF-2 — the town of Apatity". The calculation results and comparative analysis of graphics for vertical flux of mass at the wind velocity varying are presented. For further studies of pollution in the atmospheric surface layer down on the wind flow, the authors recommend the dependence of Westphal et al. and DEAD scheme.
dusting surfaces, dust intensity, numerical modeling.
Введение
Ведущее место среди источников загрязнения атмосферы, находящихся неподалеку от горнорудных предприятий, занимают отвалы бедных и пустых руд, хвостохранилища, а также транспортные коммуникации и др. В статье объектом исследования выступает хвостохранилище
АНОФ-2 (г. Апатиты, Мурманская обл.), занимающее площадь около 8 км2. В летнюю сухую погоду при сильном северо-западном ветре в районе хвостохранилища образуются пыльные бури с переносом пылевидных частиц на значительные расстояния, в том числе и на жилые районы города.
К настоящему времени как теоретически, так и экспериментально недостаточно изучен вопрос загрязнения пылью приземного слоя атмосферы вниз по ветровому потоку при вариации скорости ветра, а также нет единого взгляда на формализованное описание интенсивности пыления. В отчетных материалах [1] в основном представлены достаточно полные данные по метеорологическим условиям региона, гранулометрическому составу нефелиновых песков и показано, что «состав нефелиновых песков таков, что в сухом состоянии они все выдуваются при скорости ветра от 6 м/с» [2]. Анализ критической скорости выдувания частиц, дальности переноса частиц песка относительно их размера, пороговой скорости ветра в зависимости от влажности песка приведен в работах [3, 4].
В данной работе сделан акцент на корректное описание интенсивности пыления, что является необходимым для задания граничного условия при численном решении конвективно-диффузионного уравнения переноса мультидисперсной примеси.
Обзор подходов к описанию интенсивности пыления хвостохранилищ и пустынь
Моделирование процессов пыления является относительно новым направлением научных исследований и сейчас активно развивается для прогноза пыльных бурь в рамках программы ВМО "Sand and Dust Storm Warning Advisory and Assessment System" (SDS-WAS) [5, 6]. К настоящему времени накопилось заметное количество публикаций и докладов, посвященных исследованиям процессов переноса пыли и, в частности, проблеме формализованного описания процессов пыления. Не претендуя на абсолютную полноту анализа литературных источников, мы можем достаточно объективно утверждать, что имеется несколько подходов.
В докладе [7] представлено полное описание вопросов, связанных с моделированием процессов пыления. Аналогичный подход с демонстрацией основных физических процессов движения песков, возникающих при наличии сильного ветра, можно найти и в других работах [8, 9]. Кроме того, отметим широко известную русскоязычную монографию Э. К. Бютнер [4], где достаточно подробно описаны виды перемещения частиц песка и снега при ветровом потоке (перекатывание, сальтация, диффузия).
Следуя указанным публикациям и докладам, представляется возможным при рассмотрении турбулентного переноса пыли с хвостохранилища АНОФ-2 ограничиться частицами, размер которых не превышает 70 мкм. В ряде других работ, цитируемых ниже, также можно найти указание на ограничение по крупности пыли, подверженной распространению посредством механизма турбулентного переноса.
Согласно терминологии, в вопросах описания процессов пыления различают горизонтальный (G) и вертикальный (F) потоки массы (ГПМ — горизонтальный поток массы и ВПМ — вертикальный поток массы). Они имеют разные размерности: горизонтальный — [кг/(мс)] и вертикальный — [кг/(м2с)]. Для задачи, решаемой авторами, интересен именно вертикальный поток массы пыли, который в уравнениях конвективно-диффузионного переноса примеси на границе моделируемой области называют интенсивностью пыления. В ряде работ ВПМ и ГПМ связывают линейным соотношением F = a G [10], где коэффициент пропорциональности имеет размерность [см1], а его значение зависит от содержания глины в пылящей почве [11, 12], например, при нулевом содержании глины a = 10-6 [см1]. Авторы публикации [13] определяют коэффициент a как массовую эффективность обдуваемости потоком. По мнению авторов цитируемой работы, обсуждаемый коэффициент является мерой того, как эффективно сальтирующие частицы способны бомбардировать поверхность с высвобождением большого количества мелкодисперсного материала.
В работе [14] предпринята попытка обобщить известные подходы моделирования процессов пыления. Из 16 приведенных моделей 15 используют кубическую зависимость потока массы
от скорости ветра (в таблице и тексте не указано, о какой скорости идет речь, а наибольшей популярностью пользуется с некоторыми модификациями модель, описанная в работе [11]), и лишь одна — самая «старая» (от 1990 г.) является линейной функцией. Знакомство с другими иностранными публикациями также подтверждает, что именно кубическая зависимость потока массы пыли от скорости является наиболее применимой и теоретически обоснованной.
Ниже представлено перечисление некоторых используемых подходов с небольшими пояснениями по основным параметрам.
1. В подходе, который называют схема GOCART (Global Ozone Chemistry Aerosol Radiation and Transport) [15-19], ВПМ Fp классар размера частиц пыли с поверхности пыления определяется через горизонтальную скорость ветра на высоте +10 м над пылящей поверхностью u10 примерно в 3-й степени и пороговую скорость для ветровой эрозии частицы размером класса p uf [14]. Пороговая скорость трения является функцией различных свойств поверхности и размера частицы [11, 17, 20, 21]. Эксперименты показали, что uT возрастает, как только увеличиваются размеры частицы, поскольку требуется больше энергии по преодолению силы гравитации, чтобы мобилизовать тяжелую частицу. Тот же самый эксперимент показывает, что uT возрастает для очень маленьких частиц, так как они являются связанными вместе посредством сильных сил сцепления между частицами [21-23].
2. В подходе, который называют схема DEAD (Dust Entrainment And Deposition) [10, 15, 24], мобилизация описывается через динамическую скорость или скорость трения u* (ветровое напряжение на поверхности) на высоте пылящей поверхности в 3-й степени, которая является функцией скорости ветра, размера шероховатости и устойчивости атмосферы. Поток массы сальтирующих частиц (горизонтальный поток массы) зависит от превышения ветровой скорости трения над пороговой скоростью трения ветра (в терминологии О. Е. Семенова [25] — критическая скорость начала переноса). Значение динамической скорости u* предлагается вычислять с помощью известного соотношения [7]
u = uin---, (1)
где нижний индекс 10 отнесем к высоте +10 м (Н10) над поверхностью пыления, т. е. u10; z0 — параметр шероховатости, м; k — постоянная Кармана.
3. В диссертации "A comparison of the NAVY Aerosol Analysis and Prediction System to in situ aerosol measurements in the continental U.S.: transport vs. Local production of soil dust aerosol" [26] при разработке системы анализа и предсказания аэрозолей (NAAPS) автор успешно использовал модель Westphal et al. [27]. Указанная модель, при условии выполнения двух критериев эмиссии (влажность не более 0,3, динамическая скорость не менее 0,6 м/с), для частиц песка размером от 0,2 до 160 мкм предлагает для вычисления ВПМ опираться на динамическую скорость u* в 4-й степени. Указанная зависимость интенсивности пыления от динамической скорости в 4-й степени имеет своих сторонников среди советских исследователей [3, 28-30].
4. Известный исследователь процессов пыления в пустынях О. Е. Семенов [25] для описания ВПМ над поверхностью, сложенной из мелкого песка, предложил аппроксимирующую зависимость как функцию динамической скорости u* в степени 6,5. Для определения динамической скорости им предложена эмпирическая формула [25]
и. = 0,0125м!'5, (2)
где нижний индекс 9 отнесен к высоте +9 м (Н9) над поверхностью пыления, т. е. u9.
5. В 1980-е и 1990-е годы под руководством А. А. Бакланова в Горном институте и Институте проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра РАН (ранее КФАН СССР) была проведена большая работа по анализу эмпирических зависимостей горизонтального и вертикального потоков массы пыли в зависимости от скорости ветра [31, 32]. Анализ эмпирических зависимостей, предложенных отечественными исследователями (А. А. Комаров, З. Е. Альтшулер, О. Е. Семенов, Б. Н. Сенкевич, С. М. Талалаев, Б. В. Иванов, А. К. Дюнин,
B. Г. Борисов, Д. М. Мельник, Р. С. Закиров), после приведения скорости ветра к одной высоте (в соответствии с логарифмическим профилем) и интенсивности пыления к единым единицам измерения (г/(мс)) позволил сделать вывод о том, что они, при наличии общих закономерностей степенного увеличения интенсивности пыления от скорости ветра, дают количественно достаточно большой разброс значений. Указанный разброс может быть объяснен различными условиями натурных наблюдений, различной плотностью переносимого материала, используемыми приборами, а также высотой измерения скорости ветра.
Оказалось, что большинство формул, предложенных указанными выше исследователями, могут быть объединены в обобщенную зависимость интенсивности пыления (горизонтальный поток массы) от скорости ветра и влажности песков:
G = aVo Гг + a (г/м • с), (3)
где V10 — скорость ветра на высоте измерения 10 м; f — влажность песков; коэффициенты а0, а1, а2 и а3 определяются характеристиками песков и состоянием пылящей поверхности хвостохранилища или других объектов пыления. Например, для хвостохранилища угольного производства [32, 33], по данным измерений, эти коэффициенты полагались равными:
а0 = 0,0268, а1 = 4,61, а2 = 0,872 и аъ = 0.
В 2000-е гг. проблема пыления хвостохранилищ и пустынь по-прежнему оставалась в поле зрения российских ученых, преподавателей вузов горного профиля, производственников и других специалистов. Заметный вклад в обоснование модельных представлений интенсивности пыления с поверхности указанных объектов, разработку мониторинга пыльных бурь, развитие геоинформационных моделей загрязнения пограничного слоя атмосферы внесли следующие специалисты: О. Е. Семенов, Т. В. Дедова, Э. А. Закарин, И. Г. Гранберг с коллегами из Института физики атмосферы им. А. М. Обухова, Ю. В. Шувалов, А. П. Бульбашев, О. С. Галаева,
C. К. Камалов и др.
Из последних российских публикаций по проблеме пыления на горнопромышленных предприятиях авторам известна, например, диссертационная работа А. В. Иванова [34], посвященная снижению аэрозольного загрязнения атмосферного воздуха от производственных объектов ОАО «Ковдорский ГОК» на Кольском п-ове. В оценках интенсивности пыления используется выражение, подобное формуле (3), в котором скорость ветра V10 имеет степень 3,05, а влияние влажности описывается экспоненциальной функцией, которая равна единице в сухом состоянии пыли.
Таким образом, выполненный анализ подходов по формализации вертикального потока массы свидетельствует об отсутствии одного общепринятого взгляда на данную проблему. Единым положением является утверждение, что вертикальный поток массы является функцией скорости (либо динамической, либо некоторой, фиксируемой на референтной (чаще всего 10 м) высоте). Причем показатель степени у скорости варьируется в широком диапазоне.
При использовании компьютерных программ по численному моделированию процессов распространения мелкодисперсной примеси авторы при отработке методического подхода остановились в своих оценках на четырех вариантах:
1) подход GOCART (через скорость ветра u10 на высоте +10 м над пылящей поверхностью в степени 3 с учетом классар крупности пыли);
2) подход DEAD (через динамическую скорость u* на высоте пылящей поверхности в степени 3 с учетом классар крупности пыли и формулу (1));
3) подход Westphal et al. (через динамическую скорость u* на высоте пылящей поверхности, но в степени 4 и формулу (1));
4) подход О. Е. Семенова (через динамическую скорость «по Семенову О. Е.» на высоте пылящей поверхности в степени 6,5 и формулу (2)).
Практическая реализация подхода и обсуждение результатов расчетов
На рис. 1 представлена схема модели, которая принимается для обоснования величины скорости, необходимой для последующей оценки вертикального потока массы частиц (интенсивности пыления): 1) динамическая скорость на высоте пылящей поверхности; 2) горизонтальная компонента скорости ветра на высоте +10 и +9 м над пылящей поверхностью. Подчеркнем, что речь идет о приподнятой пылящей поверхности, причем высота дамбы может быть варьируемой в соответствии с проектом хвостохранилища.
На входной границе модели имеем значение референтной скорости ветра на высоте 10 м над основанием модели (от 5 до 23 м/с, например, с шагом 3 м/с). Задавая логарифмический профиль скорости на входной границе (шероховатость принимается на уровне 0,05 м) выполняем расчет аэродинамики на базе стационарной стандартной (к - е)-модели [35-39]. Далее проводим обработку расчетных аэродинамических параметров вдоль пунктирной линии (+9 м или +10 м над поверхностью хвостов (рис. 1)): операцию осреднения горизонтальной компоненты скорости, т. е. получаем щ или необходимые для последующих расчетов.
На рис. 2 представлено распределение горизонтальной компоненты скорости вдоль оси Х на высоте +10 м над пылящей поверхностью для минимальной референтной скорости ветра uref (5 м/с). Для остальных референтных скоростей ветра вид распределения горизонтальной компоненты скорости будет подобным, но с более высокими числовыми значениями.
Результаты обработки численных экспериментов для горизонтальной скорости на высоте +10 м над пылящей поверхностью, а также результаты перехода с использованием формул (1) и (2) к динамической скорости обобщены в табл. 1. Поскольку осредненные значения горизонтальных скоростей на высотах +9 и +10 м над пылящей поверхностью близки, в табл. 1 приведены только значения скорости на высоте +10 м.
Обращают на себя внимание различия в значениях динамической скорости, рассчитанные по формулам (1) и (2) при скорости ветра до 20 м/с.
На рис. 3 представлены графические результаты оценок ВПМ, выполненные по приведенным выше подходам для частиц пыли диаметром 35 мкм:
I — зависимость Семенова (ud9); IV — зависимость Westphal et al. (ud10);
II — зависимость Westphal et al. (ud9); V — схема DEAD (ud10);
Поверхность хвостов
Рис. 1. Схема модели под обоснование методики определения интенсивности пыления Fig. 1. The scheme of the model to justify a method for determining the dusting intensity
III — схема DEAD (ud9);
VI — схема GOCART (u10).
500 1000 1500 2000 2500 ЗООО 3500 4000 4 500 5000 5500
Ось X, м
Рис. 2. Пространственное распределение горизонтальной компоненты скорости вдоль оси Х на высоте +10 м над пылящей поверхностью для референтной скорости ветра 5 м/с
Fig. 2. The spatial distribution of the horizontal component of velocity along the X axis at a height of+10 m above the dusting surface for the wind's reference velocity of 5 m/sec
Таблица 1 Table 1
Осредненные значения горизонтальной скорости на высоте +10 м, соответствующие им значения динамической скорости, вычисленные по формулам (1) и (2)
The averaged values of the horizontal velocity at a height of+10 m, the corresponding values of the dynamic velocity, calculated from formulas (1) and (2)
Href, м/с H*, м/с H10 (u10), м/с Href, м/с H*, м/с ню (u10), м/с
(ud9) (ud10) (ud9) (ud10)
5 0,296 0,623 8,246 17 1,855 2,117 28,04
8 0,599 0,996 13,19 20 2,367 2,490 32,98
11 0,965 1,370 18,14 23 2,919 2,863 37,93
14 1,386 1,743 23,09
Анализ поведения кривых (рис. 3) свидетельствует о том, что особым образом ведут себя кривые I и VI:
• первая (подход О. Е. Семенова) имеет самый большой интервал изменения от 10-7 до 10-1 кг/(м2с), что объясняется высоким значением показателя степени скорости;
• вторая (подход GOCART) располагается примерно на декаду ниже, чем остальные 4 графика, что, в принципе, может быть исправлено корректирующим (но обоснованным!) коэффициентом.
• Попарно могут быть рассмотрены кривые II—III и IV-V соответственно. Указанные пары ведут себя похожим образом, что естественно, поскольку используются те же самые зависимости (Westphal et al. и DEAD) на базе динамической скорости, которые получены разными способами. Поскольку переход к динамической скорости для графиков IV и V выполнен по общепризнанной формуле (1), представляется, что более весомо в дальнейших исследованиях по переносу пыли в районе хвостохранилища АНОФ-2 ориентироваться на зависимость Westphal et al. и схему
DEAD. Именно эти зависимости дают минимальное расхождение результатов, что хорошо видно на рис. 3 на всем рассмотренном диапазоне референтной скорости ветра (см. табл. 2).
1.Е-08
Рис. 3. Расчетные зависимости вертикального потока массы от скорости ветрового потока: I — зависимость Семенова (ud9); II — зависимость Westphal et al. (ud9); III — схема DEAD (ud9); IV — зависимость Westphal et al. (ud10); V — схема DEAD (ud10); VI — схема GOCART (u10). Зависимости I—III получены для динамической скорости с использованием выражения (2) (ud9); зависимости IV-V — через формулу (1) (ud10)
Fig. 3. Calculated dependencies of the vertical flow of mass on the wind's velocity: I — dependence of Semenov (ud9); II — dependence of Westphal et al. (ud9); III — scheme DEAD (ud9); IV — dependence of Westphal et al. (ud10); V — scheme DEAD (ud10); VI — scheme GOCART (u10). The dependencies I-III were calculated for dynamic velocity from formula (2) (ud9); the dependencies IV-V were
calculated from formula (1) (ud10)
Таблица 2 Table 2
Расчетные оценки ВПМ для зависимости Westphal et al. (ud10) IV и схемы DEAD (ud10) V, кг/(м2с)
Calculated estimates of the vertical flow of mass for dependence of Westphal et al. (ud10) IV
and scheme DEAD (ud10) V, kg/(m2sec)
uref, м/с Зависимость Dependence uref, м/с Зависимость Dependence
IV V IV IV
5 0,4356 10-5 0,9769 10-5 17 5 0,4356 10-5
8 0,2855 10-4 0,3972 10-4 20 8 0,2855 10-4
11 0,102110-3 0,1007 10-3 23 11 0,102110-3
14 0,2677 10-3 0,2033 10-3 14 0,2677 10-3
Проверка достоверности полученных значений выполнена по данным специалистов ЗАО «Механобр Инжиниринг», которые в своих подходах по реконструкции хвостохранилища АНОФ-2 до высотной отметки 200 м применяют показатель «максимальная удельная сдуваемость пыли» и в оценках воздействия на окружающую среду используют значение 5,29 10-6 кг/(м2 с). К указанной величине наиболее близкими при минимальной скорости ветрового потока, достаточного
для выноса пыли в сухом состоянии, находятся значения ВПМ, полученные по формулам зависимости Westphal et al. и схемы DEAD.
Таким образом, есть определенные основания утверждать, что предлагаемый методический подход позволит получить достаточно объективные значения интенсивности пыления при высоких скоростях ветра и сухого состояния пыли. При этом, естественно, авторы понимают, что для окончательного вывода о том, какой подход является наилучшим, требуется проведение трудоемких экспериментальных исследований на объекте пыления, что, по-видимому, затруднительно в современных социально-экономических условиях.
Гранулометрический состав отвальных хвостов с поверхности устоявшегося пляжа хвостохранилища АНОФ-2 (в графической форме) приведен в диссертационной работе А. В. Стриженок [40]. Обработка информации позволила авторам получить количественные показатели по долям («вес» интервала) каждого моделируемого интервала размера частиц пыли.
иtp
В табл. 3 приведены значения пороговой скорости * для пыли интервала крупности р до 70 мкм в диаметре с шагом 10 мкм, рассчитанные по методике авторов работы [11], а также «вес» интервала и скорости оседания wg разнокалиберной пыли, вычисленные в приближении Стокса и необходимые для последующих вычислений конвективно-диффузионного переноса.
Таблица 3 Table 3
Значения пороговой скорости, «веса» интервала и скорости оседания в зависимости от срединного диаметра частиц пыли
The values of the threshold velocity, the "weight" of the interval and the settling velocity, depending on the median diameter of the dust particles
Срединный диаметр (диапазон интервала), мкм Median diameter u*p , м/с «Вес» интервала "Weight" of the interval Wg, м/с
(range of the interval), ^m
5(0-10) 0,951 0,022 0,00195
15 (10-20) 0,420 0,083 0,0175
25 (20-30) 0,295 0,142 0,0487
35 (30-40) 0,243 0,194 0,0955
45 (40-50) 0,218 0,209 0,1580
55 (50-60) 0,206 0,189 0,2360
65 (60-70) 0,201 0,161 0,3290
Выводы
Выполнен анализ существующих подходов по оценке горизонтального и вертикального потоков массы пыли с пылящих поверхностей (пустыни, хвостохранилища и др.), которые необходимы для прогнозирования загрязнения приземного слоя атмосферы на базе численного моделирования.
Определен круг подходов по оценке интенсивности пыления (зависимость О. Е. Семенова, зависимость Westphal et al., схема DEAD, схема GOCART), наиболее приемлемых для решения практической задачи о влиянии скорости ветрового потока на загрязнение атмосферы для района г. Апатиты от воздействия близлежащего хвостохранилища АНОФ-2.
Предложен достаточно простой и нетрудоемкий переход к определению динамической скорости и* и скорости на высоте +10 м над приподнятой на высоту дамбы пылящей поверхностью u10. Обе указанные величины необходимы для выполнения прогнозных расчетов горизонтального и вертикального потока массы на базе созданной численной модели аэродинамики атмосферы района «хвостохранилище АНОФ-2 — г. Апатиты».
Выполнен сравнительный анализ расчетных кривых вертикального потока массы пыли на примере указанной модели аэродинамики при вариации скорости ветрового потока в широком диапазоне. Сделан предварительный вывод о том, что наиболее приемлемыми для последующих исследований загрязнения приземного слоя атмосферы вниз по ветровому потоку могут быть названы зависимость Westphal et al. и схема DEAD. Оба подхода базируются на функциональной зависимости потока массы пыли от динамической скорости на высоте пыления в 4-й и 3-й степени соответственно.
ЛИТЕРАТУРА
1. Изыскание методов техногенного и биологического закрепления нефелиновых хвостохранилищ: отчет о НИР: в 3 ч. / исполн.: Альтшулер В. М. [и др.]; рук. Мельников Н. Н.; Горн. ин-т КФ АН СССР Апатиты, 1982. Ч. 1. 80 с. 2. Разработка научных основ закрепления нефелиновых хвостохранилищ: отчет о НИР / исполн.: Раменская М. Л., Переверзев В. Н., Подлесная Н. И. // Научные фонды ПАБСИ КФАН СССР. Апатиты, 1975. 80 с. 3. Баренблатт Г. И., Голицын Г. С. Локальная структура развитых пыльных бурь. М.: Изд-во МГУ, 1973. 44 с. 4. Бютнер Э. К. Динамика приповерхностного слоя воздуха. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 158 с. 5. Sand and Dust Storm Warning Advisory and Assessment System (SDS-WAS): Science and Implementation Plan 2015-2020 / S. Nickovic [et al.]; World Meteorological Organization, WMO WWRP 2015-5. Geneva, Switzerland, 2015. 37 p. 6. WMO Sand and Dust Storm Warning Advisory and Assessment System (SDS-WAS). URL: http://www.wmo.int/pages/prog/arep/wwrp/new/Sand_and_Dust_Storm.html (дата обращения: 22.11.2013). 7. Tegen I. Atmospheric Dust Sources. 2005. URL: http://www.solas-int.org/summerschool/lectures/2005lectures/Tegen.pdf (дата обращения: 22.11.2013). 8. Pye K. Aeolian Dust and Dust Deposits. London, Academic Press Inc., 1987. 334 р. 9. Dust sources and atmospheric dust process. 2015. URL: https://www.wmo.int/pages/prog/arep//wwrp/new/source.html (дата обращения: 23.11.2013). 10. Dust modeling and forecasting in the BSC / S. Basart [et al.]. 2012. URL: http://bobcat.aero.und.edu/jzhang/ICAP/AERP/MeetingPDFs/Overviews/Basart_ES-BSC_Dust_modelling.pdf (дата обращения: 12.12.2013). 11. Marticorena B., Bergametti G. Modeling the Atmospheric Dust Cycle. 1. Design of a Soil-Derived Dust Emission Scheme // J. Geophys. Res.-Atmospheres. 1995. Vol. 100. No. D8. Р. 16415-16430. 12. Woodward S. Mineral Dust in HadGEM2. 2011. URL: www.metoffice.gov.uk/media/pdf/l/p/HCTN_87.pdf (дата обращения: 10.11.2013). 13. Shao Y., Raupach M. R. Effect of Saltation Bombardment on the Entrainment of Dust by Wind // J. Geophys. Res.-Atmospheres. 1993. Vol. 98. No. D7. Р. 12719-12726. 14. Shannon S. R. Modelling the atmospheric mineral dust cycle using a dynamic global vegetation model. 2009. URL: http://www.paleo.bris.ac.uk/~ggsrs/website/thesis/thesis.pdf (дата обращения: 02.12.2013).
15. Yoshioka M., Mahowold N. Simulation of absorbing aerosol indices for African dust // J. Geophys. Res. 2005. Vol. 110.
16. Sources and distributions of dust aerosols simulated with the GOCART model / P. Ginoux [et al.] // J. Geophys. Res. 2001. Vol. 20. Р. 20255-20273. 17. Long-term simulation of global dust distribution with the GOCART model: correlation with North Atlantic Oscillation / P. Ginoux [et al.] // J. Environmental Modelling & Software. 2004. No. 19. Р. 113-128. 18. Luo C, Mahowald N. M., Corral J. Sensitivity study of meteorological parameters on mineral aerosol mobilization, transport, and distribution // J. Geophys. Res.-Atmospheres. 2003. Vol. 108, No. D15. 19. Gillette D. A., Passi R. Modeling Dust Emission Caused by Wind Erosion // J. Geophys. Res.-Atmospheres. 1988. Vol. 93, No. D11. Р. 14233-14242. 20. Alizadeh Choobari O., Zawar-Reza P., Sturman A. Low level jet intensification by mineral dust aerosols // Ann. Geophys. 2013. No. 31. Р. 625-632.
21. Iversen J. D, White B. R. Saltation threshold on Earth, Mars and Venus // Sedimentology. 1982. No. 29. Р. 111-119.
22. Bagnold R. A. The Physics of Blown Sand and Desert Dunes. Methuen, New York, 1954. 265 р. 23. Saltation threshold on Mars: The effect on interparticle force, surface roughness, and low atmospheric density / J. D. Iversen [et al.]// Icarus. 1976. No. 29. Р. 381-393. 24. Zender C. S., Bian H. S, Newman D. Mineral Dust Entrainment and Deposition (DEAD) model: Description and 1990s dust climatology // J. Geophys. Res.-Atmospheres. 2003. Vol. 108. 25. Семенов О. Е. Введение в экспериментальную метеорологию и климатологию песчаных бурь. Алматы, 2011. 580 с. 26. Johnson K. C. A comparison of the NAVY Aerosol Analysis and Prediction System to in situ aerosol measurements in the continental U.S.: transport vs. Local production of soil dust aerosol. 2006. URL: http://chem.atmos.colostate.edu/Thesis/Johnson_thesis_final.pdf (дата обращения: 18.12.2013). 27. Westphal D. L., Toon O. B., Carlson T. N. A Case-Study of Mobilization and Transport of Saharan Dust // J. Atmospheric Sci. 1988. No. 45. Р. 2145-2175. 28. Шуляк Б. А. Физика волн на поверхности сыпучей среды и жидкости. М.: Наука, 1971. 400 с. 29. Barenblatt G. J., Golitsyn G. S. Local structure of mature dust storms // J. Atmosphere Sci. 1974. Vol. 31, No. 7. Р. 1917-1933. 30. Сенкевич Б. Н. О генезисе основных форм эолового рельефа песчаных пустынь. Ашхабад: Ылым, 1976. 183 с. 31. Изыскания методов расчета в задачах охраны воздушной среды при разработке месторождений полезных ископаемых: отчет о НИР: в 2 ч. / Горн. ин-т; Отдел экологических проблем КНЦ АН СССР; рук.: Калабин Г. В., Бакланов А. А.; исполн.: Талалаев С. М., Амосов П. В. и др. Апатиты, 1989. Ч. 1. 71 с. 32. Baklanov A., Rigina O. Environmental modeling of dusting from the mining and concentration sites in the Kola Peninsula, Northwest Russia // The XI World Clear Air and Environment Congress, 14-18 September 1998, Durban, South Africa, IUAPPA-NACA. Durban, 1998. Vol. 1. 4F-3. Р. 1-18. 33. Беляновский Е. С., Беляновский А. С, Бейлин В. Н. Моделирование загрязнения атмосферы продуктами пылевой эрозии техногенных источников в рамках нормативного подхода к размещению промышленных объектов // Математическое моделирование процессов загрязнения атмосферы на объектах горной промышленности. Апатиты: КНЦ АН СССР, 1990. С. 30-38. 34. Иванов А. В. Снижение аэрозольного загрязнения атмосферного воздуха от производственных объектов ОАО «Ковдорский ГОК»: дис. ... канд. техн. наук / Национальный минерально-сырьевой университет «Горный». СПб., 2015. 206 с.
35. Бакланов А. А. Численное моделирование в рудничной аэрологии. Апатиты: КФАН СССР, 1988. 200 с.
36. Амосов П., Бакланов А., Ригина О. Численное моделирование процессов пыления хвостохранилищ. LAPLAMBERT
Academic Publishing, 2014. 109 с. 37. Компьютерное моделирование процессов пыления хвостохранилища / В. А. Маслобоев [и др.] // Вестник Кольского научного центра РАН. 2013. № 3 (14). С. 44-49. 38. Численное моделирование процессов пыления хвостохранилища АНОФ-2 / В. А. Маслобоев [и др.] // Вестник МГТУ. 2014. Т. 17, № 2. С. 376-384. 39. CFD-model development of dust transfer at a tailings dump / P. V. Amosov [et al.] // Proc. 4-th Intern. Conf. on Hazardous and Industrial Waste Management — CRETE-2014, 2-5 September 2014, Chania, Crete, Greece. Executive Summaries. Chania: Technical University of Crete, 2014. Р. 279-280. 40. Стриженок А. В. Управление экологической безопасностью намывных техногенных массивов ОАО «Апатит» в процессе их формирования: дис. ... канд. техн. наук / Национальный минерально-сырьевой университет «Горный». СПб., 2015. 184 с.
Сведения об авторах
Амосов Павел Васильевич — кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник Горного института ФИЦ КНЦ РАН E-mail: [email protected]
Бакланов Александр Анатольевич — доктор физико-математических наук, профессор, сотрудник научного отдела Всемирной метеорологической организации E-mail: [email protected]
Маслобоев Владимир Алексеевич — доктор технических наук, профессор, заместитель председателя ФИЦ «Кольский научный центр РАН» E-mail: [email protected]
Author Affiliation
Pavel V. Amosov — PhD (Engineering), Leading Researcher of the Mining Institute of the KSC of the RAS E-mail: [email protected]
Alexander A. Baklanov — Doctor of Sciences (Physics & Mathematics), Professor, Researcher at World Meteorological Organization E-mail: [email protected]
Vladimir A. Masloboev — Doctor of Sciences (Engineering), Professor, Vice-President of the KSC of the RAS E-mail: [email protected]
Библиографическое описание статьи
Амосов, П. В. Обоснование методического подхода к оценке интенсивности пыления на хвостохранилище / П. В. Амосов, А. А. Бакланов, В. А. Маслобоев // Вестник Кольского научного центра РАН. — 2018. — № 1 (10). — С. 5-14.
Reference
Amosov Pavel V., Baklanov Alexander A., Masloboev Vladimir A. Justification of the Methodical Approach to Estimation of Dust Intensity at Tailing Dump. Herald of the Kola Science Centre of the RAS, 2018, vol. 1 (10), pp. 5-14 (In Russ.).
