Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Характеристика автотранспорта, как источника загрязнения атмосферы вредными веществами 8
1.1. Динамика воздействия автотранспорта на загрязнение атмосферного воздуха в городах 8
1.2. Характеристики основных загрязняющих веществ, выбрасываемых автотранспортом 12
1.3 Контроль и нормирование выбросов автотранспорта 17
Глава 2. Материалы и методы исследования 24
2.1. Сравнительный анализ методик определения выбросов автотранспорта 24
2.2 Особенности численной реализации модели расчета переноса и рассеяния примеси от движущегося автотранспорта внутри городской застройки 33
2.3. Организация наблюдений на метеорологических постах и постах мониторинга загрязнения атмосферы 43
2.4. База данных интенсивностей движения автотранспорта 52
2.5. База данных застройки г.Москвы 56
Глава 3. Анализ исходных данных и их адаптация для целей климатического расчета загрязнений 61
3.1. Общая характеристика исходного материала 61
3.2. Статистическая обработка данных 66
3.3. Построение сети реперных станций 72
Глава 4. Метод коррекции расчетных полей загрязнения воздуха выбросами автотранспорта с использованием данных мониторинга атмосферы 75
4.1. Оценка суммарной погрешности расчета текущих полей загрязнения за счет выбросов автотранспорта по результатам специальных наблюдений ... 75
4.2. .Использование результатов мониторинга для уточнения мощности выброса автотранспортом вредных веществ в атмосферу 82
4.3. Привязка расчетных значений загрязнения атмосферы к реперной сети постов АСКЗА 88
4.4. Схема расчета климатической карты загрязнения атмосферы города Москвы выбросами автотранспорта 95
4.5. Реализация предложенного методического подхода с помощью программного комплекса ЭПК «ZONE» 99
Выводы 106
Литература 108
- Характеристики основных загрязняющих веществ, выбрасываемых автотранспортом
- Особенности численной реализации модели расчета переноса и рассеяния примеси от движущегося автотранспорта внутри городской застройки
- Общая характеристика исходного материала
- Оценка суммарной погрешности расчета текущих полей загрязнения за счет выбросов автотранспорта по результатам специальных наблюдений
Введение к работе
Актуальность работы определяется необходимостью расчета достоверных карт загрязнения атмосферы выбросами автотранспорта с высоким пространственным разрешением применительно к проектированию городской транспортной инфраструктуры.
Специфика загрязнения атмосферы выбросами автотранспортных средств (АТС) проявляется, прежде всего, в сложной пространственной структуре городских магистралей, низком расположении источников выбросов над поверхностью земли, погруженности их в городскую застройку, а также непосредственной близостью к реципиентам. В результате, при общей доле транспорта в массовом выбросе загрязняющих веществ в атмосферу, равной 35-60%, соответствующая доля в загрязнении приземного слоя воздуха в городах достигает 70-90%. Все это приводит к тому, что автотранспорт создает в городах обширные и устойчивые зоны, в пределах которых в несколько раз превышаются санитарно-гигиенические нормативы загрязнения воздуха.
Информационной основой для решения проблем картирования загрязнения атмосферы могут являться данные мониторинга атмосферы. Территориальные сети автоматизированных постов измерения характеристик загрязнения атмосферы существуют во многих промышленно-развитых странах мира, а в последние годы начали активно создаваться в крупных городах России.
Между тем, при интерпретации такого рода данных следует учитывать чрезвычайно высокую пространственно-временную изменчивость полей загрязнения атмосферы, создаваемых автотранспортом. В каждый момент времени при этом формируется весьма пестрая картина, с характерными масштабами пятен загрязнения в десятки и сотни метров. В этих условиях, ни при каком экономически обоснованном количестве подобных постов (вплоть до 1 поста на 1 га, т.е. несколько тысяч для всей территории города) решить
проблему восстановления в процессе мониторинга текущих полей концентрации с необходимой для принятия решений детализацией не удастся.
Помимо измерительного мониторинга, искомые поля загрязнения в принципе могут быть получены и расчетным путем, с использованием физически содержательных трехмерных гидротермодинамических моделей атмосферы, пригодных для расчета распространения загрязняющих примесей от автотранспорта с учетом городской застройки.
Несмотря на достигнутые в последние годы успехи в области разработки современных методов моделирования городской атмосферы, существует целый ряд проблем, связанных с заданием исходных данных для расчета. Возникающие при этом неопределенности можно условно разделить на несколько групп:
неоднозначная связь суммарной интенсивности выброса загрязняющих веществ с интенсивностью движения в транспортном потоке по каждой магистрали (различные двигательные установки АТС, состав топлива, уровень технического обслуживания, поведение водителей и т.д);
приблизительный характер статистики интенсивности движения АТС и его структуры по магистралям города;
ограничения математических моделей распространения загрязняющих веществ в атмосфере, связанные с необходимостью воспроизведения трехмерных полей скорости ветра и характеристик турбулентности с пространственным разрешением несколько метров;
общая пространственно-временная изменчивость метеорологических условий.
Весь указанный перечень неопределенностей расчета полей загрязнения свидетельствует о практической невозможности получения в обозримом будущем достоверных полей загрязнения атмосферы только с использованием расчетных методов
Выход из положения может быть найден только в совмещении двух альтернативных методов, причем модель в этой ситуации должна играть роль так называемого «пространственно-временного интерполянта» и увязывать в одно целое такие разнородные информационные ресурсы, как данные мониторинга (точные данные, но в редкой сети точек), сведения об интенсивности движения транспорта (крайне приблизительные данные, но по обширной территории), так и вполне достоверную информацию о геометрии транспортных потоков и городской застройке, доступную из современных электронных карт города.
Такой подход может быть реализован с целью получения полей загрязнения с различным периодом осреднения, однако для повышения достоверности имеет смысл в первую очередь рассматривать среднеклиматические характеристики загрязнения. Дело в том, что имеющиеся неопределенности вносят некоррелированные (случайные) ошибки в расчетные поля концентрации, которые при осреднении будут минимизированы, а для устранения систематических погрешностей в такого рода расчетах как раз и требуются данные мониторинга.
Цель диссертационной работы - разработка метода коррекции расчетных среднеклиматических полей загрязнения за счет выбросов автотранспорта с использованием данных измерений загрязнения атмосферы на постах автоматизированной системы мониторинга крупного мегаполиса (на примере Москвы).
Для достижения этой цели было необходимо:
провести анализ современных методических подходов к определению массы выброса загрязняющих веществ от автотранспортных источников;
провести анализ полноты и достоверности исходных данных, используемых математическими моделями;
оценить по результатам специальных наблюдений суммарную погрешность расчета текущих полей загрязнения за счет выбросов автотранспорта;
исследовать существующую в Москве территориальную сеть автоматизированных постов измерений загрязнения атмосферы и выделить некоторое подмножество этой сети (реперная сеть), вклад автотранспорта для которой носит определяющий характер;
сформировать комплекс баз исходных данных для интенсивностей движения автотранспорта, городской застройки, наблюдений и метеорологических параметров атмосферы, адаптированный для решения поставленной задачи;
разработать методику корректировки расчетных полей загрязнения с использованием данных сети реперных станций мониторинга;
провести цикл расчетов климатических характеристик загрязнения и построить в итоге комплект достоверных климатических карт загрязнения.
Научная новизна работы заключается в следующем;
предложены критерии отбора автоматизированных постов мониторинга для целей расчета загрязнения атмосферы выбросами автотранспорта;
разработана методика корректировки расчетных значений с использованием накопленной информации с реперной сети постов мониторинга;
предложена схема проведения расчетов климатической карты загрязнения атмосферы крупного мегаполиса выбросами автотранспорта;
впервые построен комплект климатических карт загрязнения крупного мегаполиса (на примере Москвы) выбросами автотранспорта с пространственным разрешением 5м
Практическая значимость исследования. Результаты работы позволяют выработать рекомендации по природоохранным мероприятиям, направленным на управление антропогенными нагрузками, осуществить прогноз состояния загрязненности атмосферы, провести необходимые природоохранные мероприятия и разработать систему управления автотранспортными нагрузками на городскую среду.
На защиту выносятся следующие положения:
Комплексный статистический анализ данных измерений на автоматических постах мониторинга атмосферы Москвы;
Метод корректировки расчетных климатических карт загрязнения атмосферы с использованием данных мониторинга;
Среднеклиматические карты загрязнения атмосферы Москвы выбросами автотранспорта.
Личный вклад автора заключается в проведении натурных обследований районов расположения автоматических станций контроля загрязнения атмосферы, участии в создании необходимого для проведения расчетов комплекса баз данных, разработке методики устранения систематических погрешностей, связанных с неопределенностью исходных данных и расчете комплекта климатических карт загрязнения, откорректированных с учетом данных мониторинга.
Апробация работы. Результаты исследования докладывались и обсуждались: на итоговых сессиях Ученого Совета Российского Государственного Гидрометеорологического Университета (Санкт-Петербург, 2004, 2005); на 1-й, 2-й и 3-й международной научно-практической конференции «Экологическая безопасность автотранспортного комплекса: передовой опыт России и стран Европейского союза (Санкт-Петербург 2003, 2004, 2005)»; на 9-й международной конференции «Экология и развитие общества» (Санкт-Петербург, 2005). Материалы изложены в 8 публикациях.
Характеристики основных загрязняющих веществ, выбрасываемых автотранспортом
Автомобильный транспорт оказывает негативное биоэкологическое воздействие на городскую среду, повышая сверх допустимых пределов уровни риска нарушения здоровья населения.
Выхлопные газы автомобиля представляют собой весьма сложную смесь, в состав которой входит около 200 компонентов [30,21].
Однако многообразие продуктов выхлопа может быть сведено к нескольким группам, каждая из которых объединяет вещества, в той или ной мере сходные по характеру воздействия на организм человека или родственные по химической структуре и свойствам.
В первую группу входят нетоксичные вещества: азот, кислород, водород и водяной пар. К этой же группе может быть отнесен и углекислый газ, содержание которого в атмосфере даже в наихудших условиях работы автомобилей не достигает уровня, вредного для человека.
Ко второй группе относится окись углерода (СО), присутствие которой в больших количествах - до 12% - характерно для выхлопных газов бензиновых двигателей при работе на богатых смесях. Согласно теории цепного окисления углеводородов, предложенной Семеновым Н.Н. [109], окись углерода образуется в цилиндре двигателя в качестве промежуточного продукта превращения и разложения альдегидов, получающихся в стадии холоднопламенного процесса, предшествующего процессу основного горения (тепловой взрыв).
Третью группу образуют окислы азота, включающие окись (N0) и двуокись (NO2) азота. Окислы азота получаются в результате обратимой термической реакции окисления азота воздуха под действием высокой температуры и давления в цилиндрах двигателя. Анализ условий образования окислов азота свидетельствует о том, что на их выход из двигателя влияют максимальная температура рабочего цикла и ее изменение в процессе горения, а также состав рабочей смеси. Повышение максимальной температуры рабочего цикла и избыток кислорода - основные факторы, способствующие увеличению выхода окислов азота из двигателя. Из общего количества окислов азота, в выхлопных газах бензиновых двигателей содержится 98 -99% N0 и только 1 - 2% NO2, в выхлопных газах дизелей - примерно 90% N0 и 10% NO2 [118]. По мере охлаждения выхлопных газов и разбавления их воздухом окись азота окисляется дальше, превращаясь в двуокись, трехокись и четырехокись. Степень превращения окиси азота в высшие окислы определяется концентрациями N0 и NO2 в газовой смеси и временем пребывания ее в атмосфере. В процессе разбавления выхлопных газов воздухом и снижения, концентрации окиси азота скорость ее окислении резко падает. Например, если в неразбавленных выхлопных газах степень окисления N0 за 10 секунд составляет примерно 10%, то в тех же газах, разбавленных воздухом в 1000 раз, для достижения той же степени окисления потребуется уже не менее 10000 секунд [22].
Четвертая, самая многочисленная, группа веществ состоит из углеводородов, среди которых обнаружены представители всех гомологических рядов: алканы, алкены, алкадиены, цикланы, а также ароматические соединения, в том числе канцерогены. Из общего количества органических компонентов выхлопа концентрацией больше 1% на долю предельных углеводородов приходится 32%, непредельных - 27,2%, ароматических - 4%, альдегидов и кетонов -2,2%. В выхлопных газах двигателей, работающих на бензине и жидком газе, обнаружены ароматические полициклические углеводороды: нафтален, аценафтен, флюорей, фенантрен, антрацен, пирен, 4-метилпирен, флюорантен, бензо(мно)флюорантен; 1,2-бензантрацен, кризен, перилен, бенз(а)пирен, 1,2-бензпирен, 3,4-бензофлюорантен, 11,12 бензофлюорантен, антантрен, 1,12-бензпирен [53]. Пятую группу компонентов выхлопных газов составляют альдегиды. При работе двигателя на бензине, из суммы альдегидов в выхлопных газах содержится 60% формальдегида, 32% алифатических альдегидов и 3% ароматических альдегидов. Наконец, в шестую группу можно выделить сажу, которая характерна для выхлопа дизельных двигателей. Это вещество отличается способностью адсорбировать содержащиеся в выхлопных газах канцерогены. Присутствием сажи объясняется цвет (дымность) выхлопных газов дизельных двигателей. Состав выхлопных газонов автомобиля колеблется в значительной степени и зависит от ряда факторов: типа двигателя (карбюраторный, инжекторный, дизельный), режима его работы и нагрузки, технического состояния, качества топлива, квалификации и опытности водителя. В табл. 1.4 приведен ориентировочный состав выхлопных газов карбюраторных и дизельных двигателей [57]. Из табл. 1.4 видно, что в выбросах бензиновых двигателей основная доля вредных продуктов приходится на окись углерода, углеводороды и окислы азота, в то время как главными вредными компонентами выхлопных газов дизелей; являются окислы азота и сажа.
Особенности численной реализации модели расчета переноса и рассеяния примеси от движущегося автотранспорта внутри городской застройки
На основании представленных данных можно отметить следующее: 1. При проведении расчётов в соответствии с методикой МАДИ не учитываются выбросы указанных типов АТС, оснащённых дизелями. Принимая во внимание возрастающую долю подобных АТС в парке транспортных средств, введение дизельных расчётных типов АТС является необходимым условием совершенствования расчётной схемы. 2. Наиболее существенный недостаток действующей Методики НИАТ заключается в отсутствии дифференциации выброса загрязняющих веществ всеми расчётными типами АТС в соответствии с их экологическими характеристиками. Это связано с тем, что методика разрабатывалась в конце восьмидесятых годов, когда структура парка АТС в России с точки зрения их экологических характеристик была однородной. За последние годы ситуация значительно изменилась. Резко возрос импорт автомобилей зарубежного производства, на российских автозаводах также начат выпуск автомобилей, выброс загрязняющих веществ которыми соответствует международным европейским требованиям Евро I и Евро И. 3. В Методике CORINAIR подобная дифференциация осуществлена, однако следует отметить, что количество расчётных типов легковых автомобилей, принятое в Методике CORINAIR, исходя из их экологических характеристик, неоправданно высоко. В итоге это приводит к повышенной трудоемкости расчётов. В настоящее время разрабатывается «Методика выбросов загрязняющих веществ автотранспортными средствами на территории Москвы» гармонизированная с методикой ЕМЕР/ CORINAIR. На территории России европейские требования к уровню выброса загрязняющих веществ АТС реализуются со значительным отставанием. В настоящее время только около 10% новых АТС, выпущенных российскими автозаводами, по уровню выброса загрязняющих веществ соответствуют требованиям Евро I и Евро И. В связи со сложившейся ситуацией предлагается реализация следующего подхода: ? для АТС российского производства - два классификационных уровня (Евро 0, Евро И); ? для АТС зарубежного производства - четыре классификационных уровня (Евро 0, Евро I, Евро II, Евро III). Предлагаемый метод подклассификации АТС распространяется не только на легковые автомобили, а на все типы АТС, выброс загрязняющих веществ которыми регулируется международными требованиями. С методической точки зрения использование терминов «Евро 0 - Евро III» представляется не совсем корректным, поэтому в дальнейшем предполагается использование термина «экологический класс АТС». В российской методике предлагается введение дифференциации выброса загрязняющих веществ грузовыми автомобилями и автобусами в соответствии с их полной массой. 2.2 Особенности численной реализации модели расчета переноса и рассеяния примеси от движущегося автотранспорта внутри городской застройки В основу построения алгоритмов расчета концентрации примеси положена комбинация трехмерной гидротермодинамической модели атмосферного пограничного слоя (ГДМ-модель) и стохастической модели турбулентной диффузии частиц примеси в турбулентной потоке (метод Монте-Карло, МК-модель). Теория вопроса изложена в монографии Гаврилова А.С. и ряде других публикаций [35-47]. На первом этапе, с помощью ГДМ-модели решается задача восстановления пространственной структуры атмосферы на основе любой доступной метеоинформации (метеостанции, посты наблюдения, синоптическая или аэрологическая информация, с возможностью усвоения данных поступающей по каналам связи в реальном масштабе времени). Модели в этом случае могут реализовываться в широком спектре вариантов (однородная и неоднородная поверхность, с учетом и без учета зданий и рельефа и пр.), предполагая проведение предварительной настройки моделей на тот или иной тип задачи и имеющийся объем информации. В итоге, рассчитываются и сохраняются в памяти ЭВМ трехмерные поля компонент средней скорости ветра и характеристик турбулентности. На втором этапе реализуется МК-модель. Для источника антропогенной примеси произвольной пространственно-временной структуры генерируется соответствующее их мощности и режиму работы число траекторий, вдоль которых для каждой из рассматриваемых частиц примеси рассчитывается случайное поле скорости в турбулентном потоке. При этом отслеживается положение частицы в каждый момент времени, моделируются эффекты их взаимодействия с подстилающей поверхностью и зданиями, а в случае необходимости - трансформация примеси за счет процессов вымывания осадками или радиоактивного распада. Указанный подход дает возможность построения с помощью современных быстродействующих компьютеров физически-содержательных математических моделей переноса и рассеяния примеси в атмосфере от источников выброса любой пространственно временной структуры и при наличии сложной конфигурации границ области, что выгодно отличает данный подход от прочих. В научной литературе [40,67] подобные модели относят к категории так называемых «лагранжевых стохастических моделей», а метод их реализации - к методам статистических испытаний (методы Монте-Карло). При расчете загрязнения атмосферы в условиях застройки следует выделить как минимум два основных фактора, оказывающих определяющее воздействие на режим переноса и рассеяния примеси в подобных условиях. Первый из них, гидродинамический, обусловлен возникновением в окрестности зданий вихревых структур. В отличие от турбулентных, подобные структуры носят квазиупорядоченный (квазикогерентный) характер. Второй фактор, геометрический, связан с непосредственным взаимодействием частиц примеси с поверхностью препятствий, в результате чего (даже без учета гидродинамических эффектов) возникают, к примеру, условия для дополнительного рассеяния примеси в поперечном среднему ветру направлении, а также теневые зоны за зданиями. Для достаточно больших по размеру пространственных областей на используемой расчетной сетке, оказывается возможным лишь статистический учет влияния зданий на динамику потока с соответствующим осреднением используемых уравнений по сеточному квадрату.
Общая характеристика исходного материала
Как известно, именно такую форму имеет обычно суточный ход интенсивности движения автотранспорта в крупных мегаполисах. Утренний максимум соответствует утреннему часу пик движения автотранспорта (все едут на работу), а вечерний - вечернему часу пик (все едут с работы). Несмотря на то, что ночью интенсивность движения транспорта весьма низка (примерно в 10 раз меньше, чем днем), ночной минимум концентрации оказывается ниже утреннего максимума всего на 20-25мкг/м , что составляет от 50 до 70% от максимума. Причина здесь в том, что, несмотря на незначительные выбросы, их рассеяние благодаря ночной инверсии и слабому ветру оказывается минимальным в течение суток.
Анализ показаний датчиков ветра на постах АСКЗА из Приложения 1 указывает на то, что вероятность значений скорости менее 0,3 м/с составляет от 30 до 70%, а менее 1 м/с - 50-80%. При таких малых значениях скорости ветра, которые в практической метеорологии относят к так называемому «штилю», направление ветра оказывается крайне неустойчивым. Особенно это справедливо в условиях городской застройки, где благодаря препятствиям в виде зданий и сооружений ветер и так излишне порывист (велика турбулентность потока). Если для определения скорости и направления ветра используются такие стандартные метеорологические приборы как анеморумбометры («вертушки»), то в силу своей инерционности именно в диапазоне слабых ветров они дают очень большие искажения. При этом исходные ряды наблюдений оказываются уже непригодными для получения репрезентативной статистики скорости и направления ветра в форме так называемой «розы ветров», необходимой для проведения расчетов загрязнения атмосферы.
Не вполне пригодны для этой цели и данные метеорологических станций, расположенных на территории г. Москвы. Проблема состоит в том, что поверхность города благодаря застройке обладает свойствами сильно пересеченной местности с чрезвычайно высокой пространственной изменчивостью динамических характеристик. Стандартная высота измерения скорости и направления ветра в метеорологии в соответствие с действующими нормативными документами составляет 10 м, что оказывается ниже средней высоты городской застройки (около 20 м). Даже при выполнении обязательного условия расположения метеостанций на сравнительно открытой местности (расстояние до ближайших зданий не менее 1 км), они все равно оказываются внутри возмущенного пересеченной местностью динамического потока и репрезентативны, таким образом, только для своего локального участка. Возникают очень серьезные проблемы привлечения этой информации в качестве исходных данных для расчета статистики ветра, пригодной для расчета загрязнения атмосферы для всей территории г. Москвы.
Выходом из создавшегося положения является привлечение для решения поставленной задачи накопленных за 5 лет (2000-2004 гг.) рядов метеорологических наблюдений на Останкинской телебашне, на которой подобные измерения осуществляются на шести уровнях (0м, 85м, 128м, 253м, 305м, 503м). Причем помимо статистики ветра в форме стандартной «розы ветров» - двумерной плотности распределения скорости U и направления R ветра: P(U, R), здесь оказывается возможным рассчитывать также и параметр термической устойчивости атмосферы и получать, таким образом, трехмерную плотность вероятности P(U, R, А0), где А0 - перепад потенциальной температуры в нижнем слое атмосферы. Поскольку уже нижний уровень измерений (отметка 85м) существенно превосходит среднюю высоту зданий города, то данные о скорости и направлении ветра именно на этом уровне целесообразно использовать для этой цели.
Оценка суммарной погрешности расчета текущих полей загрязнения за счет выбросов автотранспорта по результатам специальных наблюдений
При анализе приведенных результатов расчетов следует обратить внимание, что в центральной части города коэффициенты корректировки колеблются около единицы, в северной части - оказываются менее 0,5, а в южной - превосходят величину 2. В среднем, по всему городу величина коэффициента корректировки составляет около 1,3. Это означает, что в среднем упомянутая систематическая погрешность оказывается в пределах 30%.
Для центральных районов города систематическая погрешность оказывается минимальной (коэффициенты корректировки близки к единице), но значительно нарастает к его периферии. Причиной этого являются, вероятно, имеющиеся приоритеты в технике регулирования транспортных потоков в центре города. Используемая при расчетах типовая кривая суточных вариаций интенсивности (рис. 4.13), адекватно описывают реальную ситуацию, по всей видимости, лишь для центральных районов Москвы, для которых, собственно, и проводятся наиболее интенсивные исследования по изучению особенностей движения автотранспорта.
Что касается периферии города, то здесь возникают свои локальные особенности, которые детально учесть при расчетах в настоящее время на уровне задания исходных данных не представляется возможным, а это означает необходимость корректировки результатов расчетов с привлечением данных наблюдений.
Исследование, основные результаты которого приведены в данном разделе, носит, в основном, методический характер, поскольку, с одной стороны, реперная сеть будет постоянно расширяться, а, с другой стороны, при расчетах будут обновляться как сведения об интенсивности движения автотранспорта, так и базы данных застройки города. Кроме того, будет постепенно накапливаться архив метеорологических величин с Останкинской телебашни, что будет способствовать уточнению используемых при расчетах статистических характеристик поля ветра.
Таким образом, массив корректировочных коэффициентов становится, по существу, динамическим, с помощью которого удается совместить в единое целое такие два информационных объекта как очень обширные но не очень точные данные об интенсивности движения автотранспорта, а с другой - довольно ограниченную по количеству, но весьма точную информацию о загрязнении атмосферы, получаемую путем обработки данных постов АСКЗА.
Общая схема расчета климатической карты загрязнения атмосферы города Москва выбросами автотранспорта (рис.4.14) предусматривает два основных этапа. На первом этапе осуществляется предварительный расчет и накопление в специальном архиве индивидуальных факелов от каждого участка автомагистрали т=1,...,М из внесенных в базу данных (М&33000), в форме трехмерных массивов концентрации Cm(x,y,z\U,R,S) при заданных единичном погонном выбросе некоторой условной газообразной примеси (г/с с 1км трассы) и конфигурации значений скорости (U), направления (R) и категории устойчивости атмосферы (S). Результаты расчетов накапливаются в форме трехмерных массивов концентрации для областей 1600x1600 м и хранятся в сжатом виде в так называемой БД «Примитивов». Расчет статистических характеристик загрязнения осуществляется с использованием трехмерной плотности вероятности P(U,R,S\t) задаваемой таблично для каждого из 16 направлений ветра, для каждой из 4-х градаций скорости ветра и каждой из 3-х категорий устойчивости атмосферы (устойчивая, нейтральная, неустойчивая стратификация) в тот или иной час суток и сезон года (У). Такого рода информация не зависит ни от методики расчета выбросов, ни от выбора необходимого для картирования списка примесей, ни от выбранной статистической характеристики (среднесуточные концентрации, максимальные, среднеклиматические). Ее пересмотр (дополнение и расширение) необходим только в тех случаях, когда поступает информация о вновь проложенных автомагистралях города или кардинально меняется конфигурация застройки какого-либо микрорайона. Но даже в этих случаях достаточно провести лишь корректировку БД «Примитивов» не повторяя все расчеты заново. На втором этапе с использованием «модуля расчета климатической карты» производится собственно климатическая обработка. При этом задание на расчет конкретизирует: - тот или иной вариант базы данных интенсивностей движения с каждой магистрали; - уточненный вариант постов реперной сети (карта корректировочных коэффициентов); - уточненный вариант базы данных статистических характеристик поля ветра; - тот или иной вариант методики расчета выбросов; - выбранный участок города и высоту интересующего уровня (этаж).
Похожие диссертации на Метод коррекции расчетных полей загрязнения воздуха выбросами автотранспорта с использованием данных мониторинга атмосферы
