la micrometeorologia e la dispersione degli inquinanti ... - ARPA Lazio
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MODELLI DI TIPO STAZIONARIO Per prima cosa si consideri la zona di ricircolazione alla sommità dell’edificio. Se poniamo: e definiamo una lunghezza caratteristica R come: si è trovato che la zona di ricircolazione si estende dallo spigolo sopravvento dell’edificio ad una distanza L c ≈ 0.9R e raggiunge un’altezza massima di H c ≈ 0.22R ad una distanza dallo spigolo sopravvento x c ≈ R/2. Questa cavità è limitata superiormente da uno strato turbolento ad elevato gradiente di velocità (Zona II nella Fig.4.11) sopra cui è evidente la zona di scia turbolenta dell’edificio (Zona III). L’estremo superiore della zona di shear può essere descritto dalla relazione seguente: e l’estremo superiore della zona di scia è dato invece da: In queste relazioni x è misurata dallo spigolo sopravvento dell’edificio. La cavità sottovento all’edificio è importantissima perché, se si immette dell’inquinante entro essa, si può ottenere un elevato inquinamento al suolo, visto il regime di ricircolo che caratterizza tale zona. Siano x r , y r e z r rispettivamente la lunghezza, la larghezza e l’altezza della cavità. In modo semiempirico è stata individuata la relazione seguente che consente di stimare la lunghezza della cavità: dove, se L/H
MODELLI DI TIPO STAZIONARIO • da due righe parallele alla direzione del vento, ciascuna posta ad una distanza pari a 0.5L b dai lati dell’edificio, come illustrato nella Fig.4.14. Se una ciminiera risulta localizzata all’interno di tale rettangolo critico, potrebbe essere influenzata dagli effetti di scia. Fig.4.14: definizione del rettangolo critico di influenza di un edificio. Per sapere se tale influenza è importante o meno, si opera calcolando l’innalzamento del plume all’equilibrio usando la (4.43a) se si è in condizioni convettive o adiabatiche o la (4.50a) se in condizioni stabili. Sia H e la somma dell’altezza fisica della ciminiera e del suo innalzamento all’equilibrio. Una ciminiera posta all’interno del rettangolo critico non è praticamente influenzata dalla presenza dell’edificio se è soddisfatta la disequazione seguente: 260 dove L = min(H,W). In caso contrario, la ciminiera subisce l’influenza idrodinamica dell’edificio che viene normalmente modellizzata (specialmente nei modelli Gaussiani Plume) definendo delle correzioni da apportare alle deviazioni standard che caratterizzano la dispersione del pennacchio e, talvolta, anche alterando l’innalzamento del pennacchio. In pratica i modelli proposti ipotizzano che: • se la distanza sottovento considerata è inferiore a 3 volte l’altezza dell’edificio, il plume si trova nella zona di ricircolazione.Anche se talvolta vengono proposte alcune relazioni per stimare la concentrazione che si ha in tale zona, le incertezze sono talmente elevate che si preferisce evitare di trattare una tale situazione; • se la distanza sottovento è compresa tra 3 e 10 volte l’altezza dell’edificio, il pennacchio viene distorto dalle perturbazioni variando il plume rise ed i parametri di dispersione; • oltre tale distanza il pennacchio continua indisturbato la propria evoluzione, tenendo comunque memoria del passaggio attraverso la zona perturbata dall’edificio. Per descrivere tutto ciò sono stati proposti due modelli differenti a seconda dell’altezza della ciminiera rispetto alle dimensioni caratteristiche dell’edificio. Qui di seguito vengono proposti due modelli storici spesso impiegati in questa situazione. E’ stato proposto recentemente da USEPA un nuovo modello (PRIME –
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MODELLI DI TIPO STAZIONARIO<br />
Per prima cosa si consideri <strong>la</strong> zona di ricirco<strong>la</strong>zione al<strong>la</strong> sommità dell’edificio. Se poniamo:<br />
e definiamo una lunghezza caratteristica R come:<br />
si è trovato che <strong>la</strong> zona di ricirco<strong>la</strong>zione si estende dallo spigolo sopravvento dell’edificio<br />
ad una distanza L c ≈ 0.9R e raggiunge un’altezza massima di H c ≈ 0.22R<br />
ad una distanza dallo spigolo sopravvento x c ≈ R/2. Questa cavità è limitata superiormente<br />
da uno strato turbolento ad elevato gradiente di velocità (Zona II nel<strong>la</strong> Fig.4.11)<br />
sopra cui è evidente <strong>la</strong> zona di scia turbolenta dell’edificio (Zona III). L’estremo superiore<br />
del<strong>la</strong> zona di shear può essere descritto dal<strong>la</strong> re<strong>la</strong>zione seguente:<br />
e l’estremo superiore del<strong>la</strong> zona di scia è dato invece da:<br />
In queste re<strong>la</strong>zioni x è misurata dallo spigolo sopravvento dell’edificio.<br />
La cavità sottovento all’edificio è importantissima perché, se si immette dell’inquinante<br />
entro essa, si può ottenere un elevato inquinamento al suolo, visto il regime di<br />
ricircolo che caratterizza tale zona. Siano x r , y r e z r rispettivamente <strong>la</strong> lunghezza, <strong>la</strong><br />
<strong>la</strong>rghezza e l’altezza del<strong>la</strong> cavità. In modo semiempirico è stata individuata <strong>la</strong> re<strong>la</strong>zione<br />
seguente che consente di stimare <strong>la</strong> lunghezza del<strong>la</strong> cavità:<br />
dove, se L/H