К ВОПРОСУ О ВЗАИМОСВЯЗИ ЕСТЕСТВЕННОГО ПРОВЕТРИВАНИЯ ГОРНЫХ КОТЛОВИН И КАРЬЕРОВ СО СТЕПЕНЬЮ УСТОЙЧИВОСТИ АТМОСФЕРНОЙ СТРАТИФИКАЦИИ

На основе короткого обзора российских и зарубежных исследований отмечена необходимость выполнения изысканий по разработке стратегий сокращения загрязнения атмосферы в горнодобывающих карьерах и населённых пунктах, расположенных в районах со сложной орографией (горные цирки, котловины). В данной работе, продолжающей серию исследований, на примере карьеров, как аналогов горных котловин, методом численного моделирования исследована конкретная задача естественного проветривания в зависимости от фоновой атмосферной стратификации. Компьютерные модели созданы в неспециализированном программном коде COMSOL. В численных экспериментах рассмотрены различные условия атмосферной стратификации: параметр фоновой стратификации проварьирован от 0,0 до +0,025 °С/м с шагом 0,005 °С/м. Показано, что результаты аэродинамических расчётов, выполненные на базе построенных компьютерных моделей для условий нейтральной стратификации, демонстрируют строгое соответствие схемам проветривания по классификации классиков аэрологии карьеров В. С. Никитина и Н. З. Битколова. Спрогнозирована существенная перестройка структуры воздушных потоков и перевод прямоточной и рециркуляционно-прямоточной схем проветривания в рециркуляционную при учёте механизмов плавучести и фоновой стратификации. Показано «растягивание» зоны рециркуляции и её простирание практически вдоль всей подошвы карьера при усилении инверсионного состояния. При больших значениях углов откоса карьера продемонстрированно послойное выстраивание потоков противоположного направления. Спрогнозирован рост времени естественного проветривания по сравнению с нейтральным состоянием атмосферы в 2–3 раза с усилением инверсионного состояния атмосферы.