Метод контроля и прогнозирования распространения промышленных газовых выбросов в городах на примере Новомосковска

• Автор: Гербер, Юлия Валерьевна
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 145 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .
1 АНАЛИЗ МЕТОДОВ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА
1.1 Общие сведения о методах
1.1.3 Характеристики источников выбросов
1.1.4 Методы оценки дисперсии
1.1.5 Перечень основных моделей, используемых для оценки загрязнения атмосферы
1.2 Классификация существующих методов и моделей
1.3 Штатная модель служб ГО и возможности её совершенствования
1.4 Модель Паскуилла-Гиффорда
1.5 Модель Института экспериментальной метеорологии
1.6 Трехмерные модели переноса и диффузии примеси и их упрощенные варианты
Выводы
2 МЕТОД КОНТРОЛЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ
В ГОРОДАХ
2.1 Метод контроля и прогнозирования распространения промышленных газовых выбросов в городах
2.2 Составление математической модели распространения облака газа
2.3 Моделирование турбулентности приземного слоя атмосферы
2.4 Моделирование конвективного переноса газа
2.5 Термодинамические потоки
2.6 Описание явлений переноса в газах
2.7 Уравнение конвективного переноса газа
2.8 Моделирование процесса диффузии
2.9 Моделирование рельефа местности с помощью
помехоустойчивой интерполяции

2.10 Построение картограмм линий тока движения воздуха
2.11 Карта прогноза экологической обстановки воздушной среды
города
Выводы
3 МЕТОД КОНТРОЛЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СОСТОЯНИЯ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ ЖИЛОГО РАЙОНА ГОРОДА
3.1 Методика составления карты прогноза экологической обстановки жилого района города
3.2 Экспериментальное исследование жилого района и построение картограмм линий тока движения воздуха
3.3 Рассмотрение неблагоприятных ситуаций по направлению
попадания облака газа на жилой район
Выводы
4 ОСНОВНЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ МЕТОДА КОНТРОЛЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ В ГОРОДАХ
4.1 Основные положения помехоустойчивой интерполяции
4.2 Описание интерфейса и настроек программы «Прогноз»
4.3 Построение математической модели рельефа местности
4.4 Построение картограмм линий тока движения воздуха
4.5 Построение картограмм распространения газового облака при заданном направлении ветра
4.6 Исследование возможностей помехоустойчивой интерполяции для построения картограмм линий тока движения воздуха по жилым
районам
4.7 Исследование точности метода контроля прогнозирования распространения промышленных газовых выбросов в городах
4.7.1 Неточность метеоданных
4.7.2 Влияние точности задания коэффициента диффузии на определение геометрических размеров облака

4.7.3 Влияние рельефа местности
Выводы
Заключение
Список использованных источников
Приложение А. Топографическая карта города
Приложение Б. Шкала Бофорта
Приложение В. Экспериментальные данные по Залесному району
Приложение Г. Акт внедрения результатов работы
Приложение Д. Акт внедрения результатов работы

1.6 Трехмерные модели переноса и диффузии примеси и их упрощенные варианты
При анализе различных моделей распространения примесей в атмосфере, пригодных для оценки последствий аварий на объектах атомной энергетики, в обзоре МАГАТЭ [25] рассмотрены три типа моделей: гауссовские модели, модели лагранжева облака и трехмерные модели. Первые два типа моделей уже упоминались, поэтому здесь рассмотрю последний тип моделей. Основное отличие трехмерных моделей состоит в явном расчете диффузии и переноса примеси. Для этого приходится численно решать начально-краевую задачу для трехмерного уравнения параболического типа:
где C(x,y,z,f) - искомая функция, концентрация примеси;
У(x,y,z,t) - вектор скорости ветра,
D(x, y,z,t)- тензор коэффициентов турбулентной диффузии;
Q(x,y,z,t) - плотность источника примеси;
grad, div- трехмерные операторы градиента и дивергенции.
Компоненты скорости ветра, коэффициенты тензора диффузии и плотность источника примеси при решении этого уравнения рассматривают как заданные функции. Для задания коэффициентов тензора диффузии используются различные эмпирические модели атмосферной турбулентности, в которых необходимо прежде всего задать распределение скорости ветра. К определению пространственного распределения скорости ветра есть принципиально различные подходы. Различные источники [25] выражают скептическую точку зрения к существованию таких моделей,
(1.6)