Совершенствование метода оценки загрязнения атмосферы промышленно развитого региона

Павлова, Виктория Сергеевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Совершенствование метода оценки загрязнения атмосферы промышленно развитого региона
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Совершенствование метода оценки загрязнения атмосферы промышленно развитого региона"

□ □345*7229

:1а правах рукописи

ПАВЛОВА Виктория Сергеевна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДА ОЦЕНКИ / 5АГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ПРОМЫШЛЕННО РАЗВИТОГО РЕГИОНА

Специальность 03.00.16 - «Экология»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 2 ДЕН 2В0В

Тула 2008

003457229

Работа выполнена на кафедре «Аэрология, охрана труда и окружающей среды» в ГОУ ВПО «Тульский государственный университет».

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Панарин Владимир Михайлович

Официальные оппоненты::

доктор технических наук, профессор Панферова Ирина Викторовна

кандидат технических науг, Саломыков Виктор Иванович

Ведущая организации

Государственное учреждение Московской области: «Специальный центр «Звенигород»

Защита диссертации состоится «26» декабря 2008 г. в 14:00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.271.11 в ГОУ ВПО «Тульский государственный университет», 300600, г. Тула, пр. Ленина, 92 (9-101)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Тульский государственный университет)., •

Автореферат разослан « 25» ноября 2008 г

Ученый секретарь

диссертационного совета Л.Э. Шейнкман

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуалымсть исследования. Диссертационная работа посвящена разработке научно-технических основ оценки функционирования технических систем как источников загрязнения атмосферы промышленно-развитого региона и воздействия на окружающие экосистемы, что соответствует с::е:;1'.2льнссти 03 00.16 - Экпттогия (прикладная экология - исследование влияния антропогенных факторов на экосистемы различных уровней с целью разработки экологически обоснованных норм воздействия хозяйственной деятельности человека на живую природу; разработка принципов и практических мер, направленных на охрану живой природы на экосистемном уровне).

В Российской Федерации, основная территория которой расположена в суровой климатически г зоне, обеспечение потребителей тепловой энергией приобретает особо важное значение.

Учитывая, что основной ввод теплоэнергетических мощностей был осуществлен в 1960-70 пр последние годы в электроэнергетике России неуклонно обостряется проблема физического и морального старения оборудования теплоэнергетических сетей (ТЭС).

В настоящее время сложилась устойчивая тенденция сооружения промышленными предприятиями собственных котельных и отказа от тепловой энергии крупных теплоисточников. По той же причине в жилищно-коммунальном секторе столь же очевидно проявляется тенденция перехода на автономные источники теплоснабжения. Тем самым возрастает и число приходящихся на район источников выбросов в атмосферу дымовых газов, которыми являются автономные котельные. Причем, рассредоточенными и низкими по высоте выбросов источникам. Последние особенно неблагоприятны для качества воздушной среды прилегающих территорий, так как осуществляются в инфраструктуре городских застроек, т.е. непосредственно в зоне обитания. Кроме того, увеличение числа автономных котельных соответственно формирует более разветвленную сеть газопроводов. Для них также характерны проблемы коррозии (внутренней), механических разрушений и т.д.

С учетом активного строительства систем автономного теплоснабжения очевидна необходимость изучения закономерностей обеспечения их экологической безопасности, условий мониторинга воздушной среды градостроительных комплексов с развитыми системами автономного теплоснабжения, а также прогнозирования загрязнения атмосферы.

Успешное решение задач прогноза уровня загрязнения воздуха основано на использовании математических моделей, учитывающих физические особенности распространения примесей в атмосфере, связи между концентрациями примесей и метеорологическими параметрами.

В настоящее время прогностические задачи экологии решаются через построение аналитической и (или) регрессионной моделей, отражающих изменение интересующих параметров во времени.

Основная проблема использования аналитического подхода - неопределенность задания ко:\: • фициентов турбулентной диффузии. В результате точность полученных оценок техногенного загря ■ ненил оказывается неудовлетворительной.

Имеющиеся полуэмпирические модели по оценке пространственно-временных полей техяс-генного загрязнения атмосферы составляют основу документа "Методика расчета концентраций ь атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД-86". В ш \ практически не учитываются особенности конкретных городов и прилегающих к ним территор'.к Высокий уровень обобщения делает методику универсальной, однако точность получаемых с ее лг ■ мощью результатов в значительной степени зависит от особенности территорий и характера развития погодных условий.

Возможность построения эмпирических моделей для решения прогностических задач им*. -свои ограничения. В то же время, появляется ряд дополнительных коэффициентов, которые влияют на точность получаемых результатов.

Перечисленные обстоятельства делают актуальной задачу создания более приемлемой по точности методики по оценке и прогнозированию техногенного загрязнения городской атмосферы с учетом особенностей конкретной территории. Решению этой задачи посвящена настоящая работа.

Объектом исследования является загрязнение приземного слоя атмосферы.

Целью работы является повышение достоверности оценки загрязнения приземного слоя атмосферы застроенных территорий путем построения модели и разработки алгоритмов расчета полей концентраций загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы.

Для решения поставленной цели были определены следующие задачи:

■ - анализ существующих методов, методик и программного обеспечения для расчета загрязнения приземного слоя атмосферы;

- разработка метода расчета характеристик формирования полей концентраций загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы застроенных территорий в условиях комплексного воздействия выбросов теплогенерирующих источников и аварийных разрывов газопроводов;

- реализация математической модели на ЭВМ: составление численного алгоритма с созданием программного обеспечения, удовлетворительно описывающего процесс распространения примесей в ограниченной территории;

- верификация результатов, полученных с помощью модели, известных методик и экспериментальных измерений;

- разработка структуры модуля системы экологического мониторинга загрязнения приземного слоя атмосферы применительно к крупному городу.

Идея работы состоит в построении модели и разработке алгоритмов расчета полей концентраций загрязняющих веществ при выбросах теплогенерирующих источников и аварийных разрывов газопроводов как методологической основы мониторинга качества воздушной среды застроенных территорий.

Методы исследования включают: аналитическое обобщение известных научных и технических результатов, математическое моделирование, численный эксперимент и статическую обработку данных с применением ЭВМ.

Достоверность представленных в работе положений, результатов и выводов подтверждается использованием широко известных математических методов исследований и фундаментальных положений классической аэродинамики, прямым и косвенным совпадением результатов численных экспериментов автора с данными, полученными другими исследователями.

Научная новизна работы состоит в том, что разработана математическая модель формирования пространственного поля техногенного загрязнения приземного слоя атмосферы, отличающаяся от общепринятой тем, что в ней модернизированы блоки, учитывающие условия распада, перегрев исходящих газов, гравитационное осаждение частиц, турбулентность, тип местности и влияние крупных зданий; предложен и обоснован метод определения расположения станций экологического контроля качества среды застроенных территорий с учетом особенностей формирования полей концентраций загрязняющих веществ аварийными выбросами и выбросами теплогенерирующих источников в условиях децентрализации систем теплоснабжения. Практическое значение работы.

Практическая ценность заключается в возможности использования метода математического моделирования различными службами города, включая службы здравоохранения и экологии. Дань конкретные рекомендации по оценке экологического состояния приземного слоя атмосферного воз духа на основе математического моделирования, а также предложена структура системы экологиче ского мониторинга загрязнения приземного слоя атмосферы застроенных территорий. Разработан ный программный комплекс для системы мониторинга и диспетчеризации загрязнений воздушног бассейна позволяет решать следующие задачи:

- контроля и визуальной оценки качественного состояния воздуха в приземном слое;

- идентификации аномально работающих источников загрязнения воздушного бассейна;

- прогноза уровня загрязнения воздуха в городской среде. На защиту выносятся:

1. Математическая модель формирования полей концентраций загрязняющих веществ приземном слое застроенных территорий, отличающаяся от общепринятой тем, что в нее мо дернизированы блоки, учитывающие условия распада, перегрев исходящих газов, гравитацион ное осаждение частиц, турбулентность, тип местности и влияние крупных зданий.

2. Программный комплекс для получения прогнозных оценок распределения концентра ции вредных выбросов в приземном слое атмосфере.

практической конференции «Современные проблемы экологии и рационального природопользования в Тульской области» (гг. Москва-Тула, 2005 г.), научных семинарах кафедры «Аэрология, охрана труда и окружающей среды» ТулГУ (2006-2008 гг.).

Реализация основных результатов диссертации. Основные научные и практические результаты диссертационной работы реализованы в виде программного комплекса, позволяющего проводить расчеты полей загрязнения атмосферы как от выбросов дымовых труб, так и при аварийных разрывах газопроводов. Результаты работы внедрены в практическую деятельность ООО «Конти Ту-лаэнерготепло», ООО «ЦентрЭнергоСервис» и ООО «Теплоэнергоналадка» для получения прогноз-пых данных о загрязнении атмосферного воздуха, а также для поддержки принятия решений по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций, возможных при разрывах газопроводов.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 9 научных работ, из них в 6 изданиях, рекомендованных ВАК России, и 1 монография.

Структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, изложенных на 147 листах машинописного текста, содержит 46 иллюстраций, 21 таблицу, список литературы из 146 наименований, 2 приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, определены цель, задачи, научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе дается описание экологической обстановки Тульской области и приводится постановка задачи исследования. По выбросам вредных веществ в атмосферу в расчете на 1 км2 территории Тульская область превосходит Московскую в 1,7 раза, а Калужскую и Орловскую - более чем в 10 раз. В атмосферный воздух выбрасывается 188 различных наименований вредных вещее;û. Основными источниками за!рязнения атмосферы области являются выбросы промышленных предприятий, процессы испарения и сжигания топлива.

В главе представлен анализ технико-эксплуатационных характеристик систем теплоснабжении как объектов экологической опасности и дается обзор используемых методов для оценки и прогнозирования концентрации техногенных выбросов в атмосфере.

Роль математического моделирования в анализе распространения вредных выбросов в атмосфере сводится к определению концентрации вредных веществ вне контрольных точек и прогнозированию ситуации. Процессы переноса и рассеяния примеси в нижних слоях атмосферы, особенно над поверхностями со сложным рельефом и при наличии таких специфических неоднородностей как жилая и промышленная застройка, характеризуются чрезвычайной сложностью. Кроме того, они сильно зависят от постоянно меняющихся метеорологических условий.

В настоящее время на практике применяется общесоюзный нормативный документ ОНД-86, позволяющий определить максимум концентрации, достигаемой при так называемой опасной скорости ветра. При определении концентрации исследуемый регион задан поправочным коэффициентом. Методика является универсальной и позволяет получить приближенную оценку максимальной концентрации выбросов в атмосфере на удалении до 10 км от источника. Недостатком методики является низкая точность, получаемые оценки средней концентрации выбросов сильно завышены.

Математические модели, построенные на основе уравнения турбулентной диффузии, в принципе позволяют получить более точные результаты. Для реализации моделей необходимо знать коэффициенты турбулентной диффузии, о значении которых информация отсутствует.

Гауссовские модели расчета шлейфа вредных веществ от стационарных источников относятся к числу наиболее распространенных методов расчета загрязнения атмосферы. Их основным достоинством является сравнительно высокая точность при достаточно простой параметризации всех факторов, влияющих на рассеяние примесей. Однако существует ряд ограничений. При сложном рельефе или при наличии крупных водоемов рекомендуется проводить натурные эксперименты, без которых •фямснение модели становится некорректным. Однако при появлении новых сведений для конкретной местности модель несложно пополнять.

Современное состояние развития газораспределительных систем городских комплексов определяется интенсивным ростом числа децентрализованных потребителей, в первую очередь - автоном-

ных котельных систем жилищно-коммунального теплоснабжения. При этом обследование показывает существенные отклонения режимов работы, снижение надежности невысокого технического уровня обслуживания и модернизации из-за усложнения структуры и активного увеличения доли общей протяженности распределительных и магистральных газопроводов со значительным сроком эксплуатации.

Перечисленные аспекты напрямую повышают вероятность возникновения в газораспределительной системе источников аварийного выброса газа в атмосферу и, тем самым, требуют разработки методов контроля и прогнозирования загрязнения атмосферы, обусловленных данными выбросами.

Анализ достоинств и недостатков используемых методов позволяет сделать вывод о том, что для получения более точных прогностических оценок концентрации выбросов в атмосфере необходимо разработать модель, основанную на гауссовом уравнении диффузии, с учетом особенностей территории и параметров выбросов, сравнить расчеты на базе полученных данных с экспериментальными данными и определить область применения различных методов. В случае положительного результата требуется создать программно-аналитический комплекс для получения более точных значений концентрации выбросов, а также разработать структуру экологического мониторинга загрязнения приземного слоя атмосферы.

Во второй главе изложены результаты разработки математической модели формирования про сгранственного поля техногенного загрязнения приземного слоя атмосферы для конкретного города.

Математическая модель распространения примеси в атмосфере опирается на гауссово уравне ние диффузии и представлена следующим образом:

а,,АУ£> Г у2 )

<7(,)(*^.0)= „ .,--ехр<|--—Л (1)

2<тт.

где Яи(х, у, 0) - концентрация выбрасываемого вещества в точке с координатами х, у, 0, мкг/м ; С(1) выброс вещества, г/с; К - коэффициент пересчета = МО6; V - вертикальные условия рассеивания

V = exp-j -

Я Ум

; D - условия распада, D — ехр

-V-

V(<)

(Ту, <т2 — параметры рассеивания п

горизонтали и вертикали, м; иещ,)- скорость ветра на эффективной высоте источника выбросов, м/с Неод- эффективной высота источника выбросов, м; V - коэффициент распада, с"1.

В уравнении (1) учитываются условия вертикального рассеивания (V), условия распада (Б), па раметры рассеивания (сту, аг). Необходимо отметить, что условия вертикального рассеивания вклю чают следующие эффекты: высоту источников выбросов, подъем шлейфа, перегрев исходящих газов а также гравитационное осаждение частиц, диаметр которых превышает 0,1 микрон.

Для того чтобы пространственно располагать источники выбросов и задавать любое направле. ние ветра, в уравнении (1) произведено преобразование координат:

с' —> L,, у' —>L¡ ■ sin|arcrg

У-У,

х-х,

а-л 180°

где - расстояние от ¡-го источника выброса до контрольной точки по направлению ветра, »

; а - угол между осью ОХ и направлением ветра. При этом необходимо соблюдать условие:

х, - eos

а-л

<X-COS|

fа-л} . (а-;[ -rrr l+rsml-

J80°J " "\180eJ U80oJ " \180°

Скорость ветра на эффективной высоте i-ro источника выбросов рассчитывается по формуле: V

Ueff(0=U

ref

, м/с,

где Ь(,) - высота источника выбросов, м; и„г- приземная скорость ветра, м/с; х,^- высота замера пр

земной скорости ветра (обычно 10 м), м; р - поправочный коэффициент, зависящий от стабильности атмосферы и типа местности.

Методики определения эффективной высоты представлены в табл. 1.

Здесь V;,) - скорость выхода газов из источника выбросов, м/с; с5<,> - диаметр устья источника шлбрсссп, м; Р[),1, периметр плавучссти; Рпц^ — параметр инерции; з - параметр , vg —

скорость гравитационного осаждения, PJ - коэффициент захвата.

Табл. 2. Определение эффективной высоты источника

Методика Класс стабильности атмосферы Характеристика потока Эффективна1! высота источника

Общепринятая А, В, С, Э нет ,, ,, , 1'9^<о ""(О, 4-9

Общепринятая Е нет Н'М') =/г(.) +3'8 ( Р 1/3

Общепринятая Р нет и -и +<51 ьт ^3/8 ■

С учетом перегрева газов (методика Бриггса) А, В, С, О Восходящий №„(.,< 55) рУ* Нет=\)+ 21,425-^

С учетом перегрева газов (методика Бриггса) А,В,С,0 Восходящий (Рад > 55) рЗН =*«.»+38,71 4(0

С учетом перегрева газов (методика Бриггса) Е, Р Восходящий нет = К) + 2>( (^ ^ 1/3

С учетом перегрева газов (методика Бриггса) А,В,С,О Инерционный УМ "то

С учетом перегрева газов (методика Бриггса) Е,Р Инерционный / НеМ0 = К) + !>5 > р 1/3

С учетом гравитационного осаждения (методика Хорста) А, В, С, О, Е, Р нет V ие#и)

С учетом влияния крупных зданий (методика Хабера и Снайдера) А, В, С, Б нет ГТ _ т, , 11'ПО ~П{') г,2 2 "то 1/3

С учетом влияния крупных зданий (методика Хабера и Снайдера) Е, Р нет Н'1Ь> \о+ Д1 г РЛжтЧ* )

Параметры рассеивания рассчитаны дня 2-х типов местности (городской и сельской). Для учета турбулентности параметры ау, ст2 преобразованы следующим образом (формула Па-сквила):

ГДА,о

3,5

где ДЦ) - подъем шлейфа за счет сил инерции или плавучести.

Для учета действия воздушных потоков и вихрей, обусловленных заводскими зданиями и сооружениями, на распространение газовых выбросов в работе используется руководство Хабера и Снайдера, а тахже методика Шульмана и Сайра. Если подъем отходящих газов больше, чем сумма высоты здания и половины его высоты или ширины (в зависимости от того, что меньше), то используется руководство Хабера и Снайдера, в противном случае, используется методика Шульмана и Сайра.

Если Нещ.) > 2,5 Ьь или Неод > (Ьь + 1,5 \уь), где йь - высота здания, \\'ь - ширина здания, то влияние здания на распространение выброса не учитывается.

Модифицирование параметров производится для расстояний больше 3\\'ь для приземистых зданий и больше ЗЬь - для высоких зданий (табл. 3, табл. 4).

Табл. 3. Модифицированные параметры рассеивания по вертикали

Условие: Расстояние от источника <Уг

1 \"/ь>Ьь ъ\ <ц <шь ^=0,7^+0,067(4-3^)

> Ьь ¿,>10/2, ( + V

\Ч<Ьь Ъ\\*ь <Х, < 10и>4 0,7^+0,067(1,-3^)

wь<hb Ь, > 10м>4 ч //

"абл. 4. Модифицированные параметры рассеивания по горизонтали

Условие: Расстояние от источника <ту

№'ь > Ьь и источник находится по центру ънь<ц<ть а'у= 0,35А4+0,067(1,-Зй4)

\\'Ь > Кь и источник находится по центру ц>ть =1 / (р?Н ' ))

> Ьь и источник смещен от центра ъкь<ц<ть ^=1,75^+0,067(^-3^)

\\'ь > Ы и источник смешен от центра ц>ть < = г 4 + < \

■Й^СЬ,, Ъм/Ь <1, < 10и>А 0,35^+ 0,067(4 -Зту4)

\*1,<Ьь ь, £1(4 1 1 Л 1! \\ ')

В методике Шульмана и Сайра уточняется параметр рассеивания по вертикали:

»_ 1 I

1 ~ 2' где а2' определяется по формуле (2.29), А - линейный фактор ослабления:

А = О

' то - "ь Hem>hb+2lb

где 1Ь - меньшая высота или ширина здания.

Для получения общей концентрации рассчитывается концентрация для каждого источника суммируется.

Результаты численных экспериментов приводятся на рис.1 - рис.8.

Рис. 1. Зависимость концентрации вещества от скорости ветра

Рис. 2. Зависимость концентрации вещества от высоты источника

Рис. 3. Зависимость концентрации вещества от расстояния от источника при различных высотах источника

~~ ¿er грант шик* шмо <

Рис. S. Влияние гравитационного осаждения на распространение примеси

Рис. 4. Зависимость концентрации вещества от расстояния от источника при различных классах стабильности атмосферы

Рис. 6. Влияние турбулентности на распространение примеси

Рис. 7. Влияние распада на распространение примеси

Рис. 8. Влияние здания высотой 100 м. на распространение примеси

Разработанная модифицированная гауссовская модель отличается от общепринятой тем, что ней модифицированы блоки, учитывающие условия распада, перегрев исходящих газов, гравитаци онное осаждение частиц, турбулентность, тип местности и влияние крупных зданий. Все это позво ляет более корректно определять концентрацию загрязняющих веществ в приземном слое атмосферь при конкретных условиях среды.

В работе представлен алгоритм определения параметров истечения газа при аварийных разры вах газопроводов.

Массовый расход определяется следующим образом:

- в случае сверхкритического истечения (

ж/ ~4

р. I 2 ; .

-л

- в случае докритического истечения ( °

о^с-^-.р

г/к , )/к

-1у)

где О - массовый расход газа, г/с; С - безразмерный коэффициент истечения (обычно принимаете равным 0,72); Б - площадь разрыва, м2; Р - абсолютное давление газа, Па; Ра - атмосферное давлени газа, Па; М - молекулярная масса газа, г/моль; Ъ - безразмерный коэффициент сжатия; Я — универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/кг-К); Т - температура газа, К; к - показатель адиабаты.

Результаты численных экспериментов позволили сделать вывод, что в условиях комплексног воздействия стационарных и аварийных источников, организация эффективного контроля качеств воздушной среды в районах с децентрализованными системами теплоснабжения может быть осуще стелена лишь с помощью системы экологического мониторинга, реализующего модифицированную гауссовскую модель и работающей в автоматическом режиме.

В третьей главе описывается разработанный программный комплекс «Эмиссия».

Автоматизированная система расчета рассеивания выбросов вредных веществ в атмосфер «Эмиссия» предназначена для оценки влияния вредных выбросов проектируемых и действующи: (реконструируемых) предприятий на загрязнение приземного слоя атмосферы.

Расчетные модули системы реализуют модифицированную гауссовскую модель расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий и ава рийных выбросах при разрывах газопроводов. Система позволяет рассчитывать поля загрязнений для точечной модели источника выброса вредных веществ и множества одиночных точечных источников с различными значениями конструктивных и технологических характеристик. По желанию пользова-

теля при оценке влияния проектируемых и реконструируемых предприятий на загрязнение атмосферы расчет производится с учетом фоновых концентраций.

Ключевые черты программного комплекса «Эмиссия».

Современный пользовательский интерфейс: Система реализует стандартную для операционной системы Windows и интуитивно понятную схему пользовательского интерфейса (рис. 9).

"-V-V ,"'■ . ■ tig®

ШрР ^чеп ГЪкОЦЬ

{gjj Отксыть карту Сохраньтгь карту как.«. Q Ноиый расчет В? Открыть расчет Ц Сохранить расчет как... Выход •......в 7 8 8.....Но 11.....12 " Ц .......T*~i—1 г........г \

КГ-гг........

Рис. 9. Интерфейс программы «Эмиссия»

Интегрированное решение: для быстрой интеграции новых возможностей в будущем использовался объектно-ориентированный принцип программирования, при котором предоставляется возможность полностью решить задачу моделирования процесса рассеивания вредных веществ, начина!; от задачи подготовки исходных данных и расчета, заканчивая подготовкой выходных форм и карты рассеивания вредных веществ на местности.

Поддержка поэтапной работы: пользователю предоставляется возможность проведения многовариантного анализа процесса рассеивания при различных значениях входных данных. Специально для этих целей разработан механизм, позволяющий ввести и сохранить сделанные изменения.

Мощный графический процессор: система использует улучшенный алгоритм построения изолиний, позволяющий повышать точность отображения карты рассеивания посредством увеличения коэффициента качества построения изолиний. Пользователь имеет возможность изменять коэффициент толщины изолиний, что существенно сказывается на графическом представлении карт рассеивания.

В систему включены базы данных ПДК и полная методика расчета. Пользователь может расширять и изменять их.

Система проста в использовании к снабжена встроенной контекстной справочной подсистемой.

Бумагосберегающая форма общего отчета: более экономное размещение выходных форм в рамках общего отчета, изменение размеров и типа шрифта, используемого для печати, позволяет уменьшить число печатных листов на 20-30 %.

Основные возможности программы:

- Варианты расчета. Расчет может проводится для точечных источников и для разрыва трубопровода.

- Вредные вещества. Рассчитываются приземные концентрации отдельных веществ.

- Типы источников выброса. В расчетах могут быть учтены нагретые и холодные выбросы точечных и групп точечных источштеов с выбросом, направленным вертикально вверх.

- Варианты исходных данных. По каждому предприятию могут быть занесены несколько вариантов исходных данных по источникам и их выбросам, что позволяет более гибко подходить к вопросам проектирования и планирования мероприятий.

- Учет фоновых концентраций. Учитываются фоновые концентрации веществ.

- Направление скорости ветра. Направление скорости ветра задается в градусах относительно оси абсцисс.

- Учет типа местности. Выбирается городской или сельский тип местности.

- Учет турбулентности. Можно проводить расчет с учетом и без учета турбулентности.

- Учет перегрева газов. Можно проводить расчет с учетом перегрева газов или по упрощенной методике.

- Учет гравитационного осаждения. В расчет можно включить параметры для учета гравитацл-

онного осаждения.

- Учет распада частиц. Вводя период полураспада вещества, можно учитывать влияние распяла на распространение примеси в атмосфере.

- Занесение карты-схемы предприятия. Встроенный редактор позволяет занести карту-схему предприятия и местности, на которую будут нанесены результаты расчета рассеивания. Возможно' также использование в качестве подложки любого изображения с расширением оре§.

- Результаты расчетов. Выдаются значения приземных концентраций в расчетных точках в! мг/м3 или в долях ПДК. Результаты расчетов сведены в специальные таблицы.

- Параметры истечения. Отчеты для разрыва трубопровода содержат физические параметры иен течения, которые могут быть использованы в других расчетах.

- ■ Карты рассеивания. Выдаются карты изолиний приземных концентраций вредных веществ на местности. Можно задавать толщину изолиний, что существенно влияет на восприятие результатов) расчета.

- Справочная информация. Программа содержит справочник зеществ для определения ПДК веществ, полную методику расчета и информацию о программе.

Процесс моделирования требует внесения исходной информации. Осуществляется последовав тельное введение данных, требуемых для расчета распределения концентраций вредных зеществ в| атмосфере. Здесь вводятся метеорологические данные, данные вещества и параметры источника выброса. На рис. 10 представлено окно ввода исходных данных для точечных источников.

^ Данные- ¡..ц-^('•п^точечнгк; источники). • . - - -Г

1 Параметры среды) Лар^иетры вещества § Параметры источников Р ^ ' ''>[

■Параметры вывода инфорна1»** 1 ..........................-......1|

Скорость ветра I1 [ Коярфтяенг гопцнны юоявмн 11 —|

Направление ветра (угол) 1 (о | град 1 п 1 1

(Указывается говорот по «совой стрелке относительно 001 абожф

Температура атмосферы {273 [ К |

| Коорд«на;ы контр<м»ь«ой точки: V

Кяаос стабильности 1« шйЙ! — I

Хс _Г] " |

Т«1 местности ¡Гародосая ш Ус >

[ 1________________________ 1

^ [ . % СоУ5ижтьрасИ!т бег построения. ] : \ Ч _1 г

Рис. 10. Окно ввода исходной информации для точечных источников

По результатам расчета формируется карта рассеивания (рис. 15) и отчет, который зключкел всю входную информацию, а также результаты расчета. Результаты расчета представляются в форме таблиц и в виде карты распределения концентраций вредных веществ в приземном слое атмосферы.

Разработанный программный комплекс предназначен для работы в информационно^ аналитической системе природоохранных служб, и результаты расчетов могут использоваться в экспертных системах и системах поддержки принятия решения.

Для проверки методики распределения концентраций выбросов в атмосфере г. Тула пронеден сравнительный анализ моделей при изменении различных метеопараметров и дана оценка их применимости.

Рис. 11. Карта рассеивания диоксида серы

Были проведены замеры концентрации ЭОг за пять месяцев (с июль по ноябрь 2007 г.) на различном расстоянии от источника. Сравнительный анализ контрольных данных и данных, полученных с помощью упрощенной гауссовской модели (УГМ), гауссовской модели с учетом турбулентности (ГТ), гауссовской модели с учетом перегрева газа (ГП), гауссовской модели с учетом турбулентности и перегрева газов (ГШ), гауссовской модели с учетом распада, полной модифицированной гауссовской модели (ПМГМ) и общепринятой методики ОНД-86 за июль 2007 г. приводятся в табл. 5.

Ниже представлено сравнение средних значений концентрации БОг, полученных с помощью полной модифицированной модели, методики ОНД-86 и экспериментальным путем (рис.12).

Табл. 5. Расчетные и контрольные данные концентрации 502 за июль 2007

Модель Расстояние от источника, м Метео-

500 2000 5000 параметры

Гауссовская модель (упрощенная методика), мкг/м3 335,829 26.531 5,690

Гауссовская модель с учетом турбулентности, мкг/м3 335,766 26,530 5,690 Месяц: Июль

Гауссовская модель с учетом перегрева газов, мкг/м3 294,430 26,254 5,677 Скорость вет-

Гауссовская модель с учетом турбулентности и перегрева газов, мкг/м3 292,836 26,240 5,676 ра: 3,3 м/с

Гауссовская модель с учетом влияния распада, мкг/м3 333,389 25,768 5,290 Температура атмосферы:

Полная модифицированная гауссовская модель, мкг/м3 291,001 25,488 : 5,277 295 К

ОНД-86. мкг/м3 1224,483 122,150 30,150

Результаты измерений, мкг/м3 280,000 27,300 5,200

Рис. 12. Сравнение средних значений концентрации ЯОг, полученных расчетными и экспериментальными методами на различном расстоянии от источника

Очевидно, что концентрации, определяемые с помощью методики ОНД-86, завышены по сравнению с экспериментальными данными.

Для того чтобы оценить адекватность применяемых моделей был проведен корреляционный анализ данных. Были произведены расчеты для расстояний от источника загрязнения 500, 2000 и 5000 м. Рассчитанные коэффициенты детерминации, корреляции, Фишера и значимости статистики для различных моделей на расстоянии 2000 м от источника представлены в табл. 6.

Табл. 6. Сравнение различных методик определения концентрации на расстоянии 2000

Модель Среднее значение концентрации, мкг/м3 Коэффициент детерминации Коэффициент корреляции Коэффициент Фишера Значимость статистики

УГМ 23,196 - 0,759 0,871 0,529 3,545

ГТ 23,195 0,759 0,870 0,529 3,545

ГП 22,958 0,740 0,860 0.595 3,375

ГТП 22,946 0,739 0,860 0,598 3,365

ГР 22,595 0,686 0,828 0,649 2,956

ПМГМ 22,353 0,668 0,817 0,724 2,838

ОНД-86 125,310 0,443 0,665 0,252 1,783

Принимая во внимание зависимость концентрации от расстояния до источника выбросов, можно сделать следующие выводы. Анализ данных проведен на расстоянии от источника загрязнения 500 - 5000 м. На небольшом удалении от источника загрязнения гауссовские модели лучше справляются с прогнозированием концентрации выбросов. С удалением от источника результаты моделей выравниваются, но гауссовское уравнение в большей степени объясняет влияние метеорологических параметров на конечный результат, лучше объясняет распределение концентрации в зависимости от температуры и скорости ветра. Однако, е'сли скорость и направление ветра слишком изменчивы в контрольный период, целесообразнее применять методику ОНД-86.

В четвертой главе описывается структура системы экологического мониторинга.

Разработан метод определения размещения станций контроля на заданной территории. Ввод исходных данных предусматривает задание начальных значений параметров расчета - количество станций контроля и координаты позиций для установки станций.

Для определения числа станций контроля, достаточного для обеспечения достоверной информации о загрязнении приземного слоя атмосферы используется методика Ьондарика Г.К.:

К^К^ + К^+К^,

К„=0,0965(Чтт-4шт)1ддоп,

^=0,0042

где К - число станций контроля; qma;(, Чд0П- - соответственно максимальное, минимальное и допустимое значения концентраций загрязняющих веществ в выделенном районе (мг/ м); /„ /к/р - площадь зоны, где значения концентраций примесей могут быть соответственно выше, ниже или равны фоновым (км2).

После определения начальных значений параметров расчета определяется комплексный показатель загрязненности воздуха Р, соответствующий рассчитанным концентрациям, от 1-го источника в каждой позиции j при направлении ветра п:

га=1 1ЩК т

где qm, ПДКт - соответственно концентрация т-го вредного вещества и его ПДК.

По комплексному показателю загрязненности воздуха определяется уровень загрязнения атмосферы: 0 < Р < 1 пониженный уровень; 1 < Р < 3 повышенный уровень; 3 < Р < 5 значительный уровень; Р > 5 высокий уровень.

Полученный показатель загрязненности воздуха умножается на частоту повторения ветра в п-м направлении, запоминается, и идет переход к следующему направлению ветра.

По окончанию цикла по всем направлениям ветра получается максимальная величина ущерба от ¡-го источника в .¡-ой позиции. Этот процесс продолжается для всех позиций и каждого источника Данные расчета заносятся в матрицу показателей загрязненности воздуха (табл. 7).

После формирования матрицы выбирают положение первой станции контроля. Для этого суммируются показатели загрязненности воздуха для каждой позиции, и в качестве места расположения первой станции выбирается узел, имеющий максимальный уровень загрязнения. Вектор-столбец матрицы соответствующий этому узлу, считается базовым.

Табл. 7. Матрица показателей загрязненности воздуха

Номер Номер позиции

источника 1 2

1 Р(1,1)тах Р(1,2)та* Р(1Л«

2 Р(2,1)тах Р(2,2)ю„ Р(2,1)тю

I Р(1Д)гаах Р(1,2)тах Р(1Лшах

Величину максимального уровня загрязнения определяют следующим образом: I

Ятш ~ X ШаХ (тл тах

1=1

где Р(1,к)тах - концентрация от ¡-го источника в выбранной точке расположения станции контроля;

РС'О)™» - концентрация в любой .¡-ой точке. Для каких-то источников будет справедливо (РОЛиах -Р(1,к)тах) > 0, т.е. загрязненность в некоторых позициях больше чем в точке размещения станции контроля. Если это не так, то добавление новых станций контроля не увеличит общей суммы регистрируемого значения концентрации вредных веществ и, следовательно, спи не нужны. Подсчитав Кшах ДД* всех позиций, определяется позиция, где эта величина максимальна: она принимается за место размещения второй станции контроля. После формирования нового базового вектора-столбца по закону:

где Р(1>„ Р!2)| - элементы столбцов, соответствующих позициям, в которых размещены первая и вторая станции контроля. Подобная процедура совершается до тех пор, пока не будут выбраны К позиций для размещения всех имеющихся станций контроля уровня загрязнения атмосферы.

Применяемый для решения поставленной задачи вычислительный алгоритм имеет определенные преимущества:

1. Позволяет охватывать все виды источников. Наличие мощных источников загрязнений может привести к тому, что во многих позициях контроля будут просматриваться их влияние, т.е. в строке матрицы показателя загрязненности воздуха, соответствующему такому источнику, во многих столбцах будут накапливаться элементы, значительно превышающие по величине элементы этих же столбцов в других строках, соответствующие менее мощным источникам. Если бы выбор точек расположения станций контроля производился по величине суммарного уровня загрязнения атмосферы (по всем источникам) в нисходящем порядке, то влияние мощного источника привело бы к тому, что многие станции контроля группировались вокруг этого источника, а менее мощные источники, оказались бы неконтролируемыми.

2. С вычислительной точки зрения процедура работает достаточно быстро, используя лишь операции сложения, вычитания и сравнения.

3. Характер процедуры не зависит от физического смысла величины, выбранной в качестве критерия для получения расстановки станций контроля.

После определения пространственной структуры системы экологического мониторинга устанавливаются ее структурно-функциональные признаки.

В системе можно выделить три основных блока (рис. 13): информационно-измерительный; центр мониторинга; подсистема передачи данных.

В состав автоматической станции контроля входят следующие функциональные устройства:

- система воздухоотбора и пробоподготовки; автоматические газоанализаторы; датчики метеопараметров;

- устройство централизованного управления с аппаратурой передачи данных;

- система охранной и пожарной сигнализации.

Для эффективной реализации функций мониторинга в состав центра управления станции мониторинга должны входить:

- микро-ЭВМ, совместимая с ГОМ Р<3;

- устройство сопряжения с газоанализаторами, датчиками метеорологических параметров, с системой жизнеобеспечения;

- аппаратура передачи данных.

В состав программного обеспечения входят пакеты реализующие обработку и представление текущего экологического состояния воздушной среды в районе расположения автономных технологических источников для всех точек контроля в виде таблиц, графиков, номограмм.

Сзмервмия \ опросы )

измерительная * сеть

Сгяицйр нейтрал* 1

Цежчр мониторинга

^ Сгакциь контроля п

Терминалы

Вывод информации о загрязнении

4 /"Запросы, Л г- -V Чрезупвтаты/ ..'УйЦЗЮ^ед^Н

¿Г^РШ''

Рис. 13. Система экологического мониторинга

Подсистема передачи данных предназначена для передачи информации, считываемой с датчиков измерения концентраций вредных веществ в атмосфере и метеодатчиков, расположенных иг. станциях контроля, до аппаратуры обработки этой информации в центре мониторинга, управляющий сигнал.

Подсистема передачи данных включает комплекты приемо-передающей аппаратуры на каждой станции контроля и центре мониторинга, с помощью которой осуществляется двухсторонняя связь в системе.

Численный анализ расположения объектов контроля автоматизированной системы экологического мониторинга в районе расположения децентрализованных теплоисточников загрязнения атмосферы показал, что максимальное удаление станции контроля от центра мониторинга не должно превышать 24 км, минимальное составляет 2 км. Центр мониторинга расположен на относительно высокой местности, что является достаточным для организации радиальной связи центра мониторинга со станциями контроля.

Описанная система экологического мониторинга работает на базе контроллера, совместимого с ЮМ Р<3, связанного посредством специальной платы-расширителя с выходными каналами автоматических газоанализаторов и датчиков метеопараметров. Сбор данных осуществляется посредством периодического опроса приборов с последующим усреднением показателей. Число опросов поддается регулированию пользователем. Система воспринимает и фиксирует на жестком диске следующие типы входных сигналов: значение концентраций загрязняющих веществ; значение метеопараметров, сигналы датчиков аварийных ситуаций. Система обеспечивает возможность непосредственного диалога оператора станции мониторинга с оператором центра мониторинга.

Модуль технической реализации системы экологического мониторинга и управления загрязн; нием воздушной среды состоит из центра мониторинга, где происходит прием и обработка информации и станций контроля загрязненности воздушной среды (рис. 14).

Основные функции центра мониторинга реализуются операторской станцией, и для этого и пользуют компьютер с необходимым объемом оперативной памяти, внешние запоминающие устро! ства и средства для связи с пользователями. В качестве операторской станции применяют персонал ный компьютер ЮМ PC.

Разработанные в главе 2 основы математического обеспечения компьютерного моделирован процесса загрязнения воздушной среды вредными веществами выбросов автономных теплогенер рующих источников обеспечивает решение задач, связанных с переносом и трансформацией загря няющих веществ в атмосфере. Входными параметрами решения являются данные о метеопараме pax, поступающие со станций контроля, данные о количестве газо-воздушной смеси, выбрасываем источниками выброса. Выходные параметры - концентрация загрязняющих веществ в данной точ контроля.

Результаты работы внедрены в практическую деятельность ООО «Конти Тулаэнерготепло»,, получения прогнозных данных о загрязненйи атмосферного воздуха, а также для поддержки при тия решений по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций, возможных при разрыв газопроводов на предприятиях ООО «ЦентрЭнергоСервис» и ООО «Теплоэнергоналадка».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные исследования направлены на решение актуальной проблемы защиты воздушного ассейна застроенных территорий в условиях децентрализации систем теплоснабжения, посредством азработки теоретических положений экологического мониторинга на основе построения матема-ческих моделей и обобщения закономерностей формирования выбросов дымовых газов теплогене-ирующих источников и аварийных разрывов газопроводов систем их газоснабжения, что имеет су-ественное значение для прикладной экологии и направлено на охрану живой природы на террито-ии промышленно развитого региона.

Основные выводы и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Определены теоретические и технологические условия и организационные принципы созда-шя системы экологического мониторинга качества воздушной среды застроенных территорий при

ггенсивной децентрализации систем теплоснабжения.

2. Разраоотан метод расчета полей концентраций загрязняющих веществ в воздушном бассейне астроенных территорий в условиях комплексного воздействия выбросов теплогенерирующих ис-

чников и аварийных разрывои

3. Поедложен и оооснован алгоритм определения расположения станций экологического контро-качества среды застроенных территорий с учетом особенностей формирования полей концен-

раций загрязняющих веществ вредными выбросами в условиях децентрализации систем тепло-набжени».

4. Предложена структура модулированной системы экологического мониторинга загрязнения риемного слоя атмосферы застроенных территорий применительно к условиям децентрализо-анного развития инфраструктуры теплогенерирующих источников автономных систем теплоснаб-ени>.

5. Проведены численные эксперименты по оценке характеристик процесса истечения газа и ормирования факела рассеивания газового облака при аварийно^ разрыве газопровода и сопостав-ены результаты, полученные с помощью разработанной модели, известных методик и эксперимен-

ьных измерениГ;.

6. Разработан программный комплекс, реализующий модифицированную гауссовскую модель удовлетворительно описывающий процесс распространения примесей в ограниченной территории.

7. Материалы диссертационной работы использованы в лекционных' курсах для подготовки ециалистов и магистров по специальности «Охрана окружающей среды и рациональное использо-ние природных ресурсов»

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Павлова B.C. К вопросу о загрязнении снежного покрова центральной части г. 'Гу-■ тяжелыми металлами / Л.В. Кашинцева, B.C. Павлова // Известия Тульского государст-нного университета «Экология и безопасность жизнедеятельности». - Тула. - 2004. - Вып. 7. -.61-67.

2. Павлова B.C. Обзор и сравнение методов химического анализа для контроля содержа-я загрязняющих веществ в объектах окружающей среды / Л.В. Кашинцева, B.C. Павлова //

звестня Тульского государственного университета «Экология и безопасность жизнедеятель-сти». - Тула. - 2004. - Вып. 7. - С. 72-82.

3. Павлова B.C. Значенне биомониторинга в оценке загрязнения окружающей среды желыми металлами / Л.В. Кашинцева, B.C. Павлова // Известия Тульского государственно-уинверситета «Экология и безопасность жизнедеятельности». - Тула. - 2004. - Вып. 7. - С. -85.

4. Павлова B.C. Содержание тяжелых металлов в снеге вдоль пр. Ленина (г. Тула) / Л.В. Ка-инцева, B.C. Павлова, A.B. Клочкова // Первая Всероссийская научно-техническая Интернет- кон-ренция «Современные проблемы экологии и безопасности». - Тула. - 2005. - Том 1.

4 А/

5. Павлова B.C. Методы оценки и прогнозирования загрязнения воздушной среды / В.М. Па нарин, B.C. Павлова // Современные проблемы экологии и рационального природопользования Тульской области: Доклады 5-й региональной научно-практической конференции. Тула, 1 декабря 2005 г. - Тула. - 2006. - С. 53-57.

6. Павлова B.C. Гауссовы модели распространения загрязняющих веществ в атмосфере / B.C. Павлова // Современные инновационные технологии и оборудование: Доклады Всероссийской научно-технической конференции. - Москва-Тула. - 2006. - С. 70-71.

7. Павлова B.C. Модели для решения задач переноса и диффузии в атмосфере / B.C. Павлов« // Современные инновационные технологии и оборудование: Доклады Всероссийской научно-технической конференции. - Москва-Тула. - 2006. - С. 72-73.

8. Павлова B.C. Модели оценки и прогноза загрязнения атмосферы промышленными выбросами / Э.М. Соколов, В.М. Панарин, A.A. Зуйкова, B.C. Павлова. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2007-155 с.

9. Павлова B.C. Компьютерное моделирование распространения загрязняющих веществ в атмосфере / В.М. Панарин, B.C. Павлова, A.A. Зуйкова // Вестник компьютерных и инфор мационных технологий. - Москва. - 2008. - № 6. - С. 15-18.

10. Павлова B.C. Методика определения загрязненности воздушного пространства про мышленного региона / B.C. Павлова // Вестник компьютерных и информационных технологий. - Москва. - 2008. - № 7. - С. 8-11.

Формат бумаги 60x84/16. Бумага офс. Гарнитура «Times New Roman». Печать риз. Усл. печ. л. 1,16. Уч.-изд. л. 1,25. Тираж 100 экз. Заказ № 1167.

Отпечатано в ОАО «Тульский полиграфист» 300600, г. Тула, ул. Каминского, 33

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Павлова, Виктория Сергеевна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1 Обзор и постановка задач исследования.

1.1 Экологическая характеристика Тульской области.

1.2 Анализ технико-эксплуатационных характеристик систем теплоснабжения как объектов экологической опасности.

1.3 Анализ существующих моделей распространения вредных веществ в атмосфере.

1.4 Применение компьютерных технологий для решения экологических задач и проблем промышленной безопасности.

1.5 Постановка задач исследования.

Глава 2 Оценка закономерностей распространения выбросов в воздушной среде застроенных территорий.

2.1 Особенности распространения выбросов от точечных источников непрерывного действия в условиях городской застройки.

2.2 Закономерности моделирования рассеивания выбросов от точечных источников.

2.3 Математическая модель распространения вредных веществ в воздушной среде застроенных территорий.

2.4 Алгоритм определения параметров истечения газа при аварийных разрывах газопроводов.

2.5 Выводы по главе 2.

Глава 3 Реализация модели распространения выбросов в воздушной среде застроенных территорий в виде программного комплекса «Эмиссия», сравнительный анализ расчетных и контрольных данных.

3.1 Функциональное назначение программного комплекса «Эмиссия»

32 Ключевые черты программного комплекса «Эмиссия».

3.3 Технология эксплуатации системы «Эмиссия».

3.4 Сравнительный анализ расчетных и контрольных данных.

3.5 Выводы по главе 3.

Глава 4 Технологические основы экологического мониторинга качества воздушной среды застроенных территорий с автономными источниками теплоснабжения.

4.1 Общие принципы создания автоматизированной системы экологического мониторинга застроенных территорий с автономным теплоснабжением.

4.2 Условия размещения станций контроля загрязнений.

4.3 Основы формирования автоматизированной системы экологического мониторинга качества воздушной среды застроенных тер- 127 риторий.

4.4 Выводы по главе 4.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Совершенствование метода оценки загрязнения атмосферы промышленно развитого региона"

В Российской Федерации, основная территория которой расположена в суровой климатической зоне, обеспечение потребителей тепловой энергией приобретает особо важное значение.

Учитывая, что основной ввод теплоэнергетических мощностей был осуществлен в 1960-70 гг., в последние годы в электроэнергетике России неуклонно обостряется проблема физического и морального старения оборудования теплоэнергетических сетей (ТЭС). Так, степень физического износа оборудования характеризуется составом оборудования ТЭС по возрастным группам на 2002 г. ориентировочно следующими показателями: от 5 до 20 лет - 35 %; от 20 до 30 лет - 35 %; от 30 до 50 лет - 30 %.

Это приводит к тому, что в настоящее время сложилась устойчивая тенденция сооружения промышленными предприятиями собственных котельных и отказа от тепловой энергии крупных теплоисточников. По той же причине в жилищно-коммунальном секторе столь же очевидно проявляется тенденция перехода на автономные источники теплоснабжения. Тем самым возрастает и число приходящихся на район источников выбросов в атмосферу дымовых газов, которыми являются автономные котельные. Причем, рассредоточенными и низкими по высоте выбросов источниками. Последние особенно неблагоприятны для качества воздушной среды прилегающих территорий, так как осуществляются в инфраструктуре городских застроек, т.е. непосредственно в зоне обитания. Кроме того, увеличение числа автономных котельных соответственно формирует более разветвленную сеть газопроводов. Для них также характерны проблемы коррозии (внутренней), механических разрушений и т.д.

С учетом тенденции активного строительства систем автономного теплоснабжения очевидна необходимость изучения закономерностей обеспечения их экологической безопасности, условий мониторинга воздушной среды градостроительных комплексов с развитыми системами автономного теплоснабжения, а также прогнозирования загрязнения атмосферы.

Прогностические задачи экологии решаются через построение аналитической и (или) регрессионной моделей, отражающих изменение интересующих параметров во времени.

Основная проблема использования аналитического подхода - неопределенность задания так называемых коэффициентов турбулентной диффузии. В результате точность полученных оценок техногенного загрязнения оказывается неудовлетворительной.

Имеющиеся полуэмпирические модели по оценке пространственно-временных полей техногенного загрязнения атмосферы составляют основу методики ОНД-86, принятую для использования в России. В ней практически не учитываются особенности конкретных городов и прилегающих к ним территорий. Высокий уровень обобщения делает методику универсальной, однако точность получаемых с ее помощью результатов в значительной степени зависит от особенности территорий и характера развития погодных условий.

Возможность построения эмпирических моделей для решения прогностических задач имеет свои ограничения. В то же время, появляется ряд дополнительных коэффициентов, которые влияют на точность получаемых результатов.

Объектом исследования является загрязнение приземного слоя атмосферы.

Для решения поставленной цели были определены следующие задачи:

- анализ существующих методов, методик и программного обеспечения для расчета загрязнения приземного слоя атмосферы;

- разработка метода расчета характеристик формирования полей концентраций загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы застроенных территорий в условиях комплексного воздействия выбросов теплогенери-рующих источников и аварийных разрывов газопроводов;

- верификация результатов, полученных с помощью модели, известных методик и экспериментальных измерений;

Идея работы состоит в построении модели и разработке алгоритмов расчета полей концентраций загрязняющих веществ при выбросах тепло генерирующих источников и аварийных разрывов газопроводов как методологической основы мониторинга качества воздушной среды застроенных территорий.

Научная новизна работы состоит в том, что разработана математическая модель формирования пространственного поля техногенного загрязнения приземного слоя атмосферы, отличающаяся от общепринятой тем, что в ней модернизированы блоки, учитывающие условия распада, перегрев исходящих газов, гравитационное осаждение частиц, турбулентность, тип местности и влияние крупных зданий; предложен и обоснован метод определения расположения станций экологического контроля качества среды застроенных территорий с учетом особенностей формирования полей концентраций загрязняющих веществ аварийными выбросами и выбросами теплогенерирую-щих источников в условиях децентрализации систем теплоснабжения.

Практическое значение работы.

Практическая ценность заключается в возможности использования метода математического моделирования различными службами города, включая службы здравоохранения и экологии. Даны конкретные рекомендации по оценке экологического состояния приземного слоя атмосферного воздуха на основе математического моделирования, а также предложена структура системы экологического мониторинга загрязнения приземного слоя атмосферы застроенных территорий. Разработанный программный комплекс для системы мониторинга и диспетчеризации загрязнений воздушного бассейна позволяет решать следующие задачи:

- контроля и визуальной оценки качественного состояния воздуха в приземном слое;

- идентификации аномально работающих источников загрязнения воздушного бассейна;

- прогноза уровня загрязнения воздуха в городской среде.

На защиту выносятся:

1. Математическая модель формирования полей концентраций загрязняющих веществ в приземном слое застроенных территорий, отличающаяся от общепринятой тем, что в нее модернизированы блоки, учитывающие условия распада, перегрев исходящих газов, гравитационное осаждение частиц, турбулентность, тип местности и влияние крупных зданий.

2. Программный комплекс для получения прогнозных оценок распределения концентрации вредных выбросов в приземном слое атмосфере.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и получили одобрение на Всероссийской научно-технической конференции «Современные инновационные технологии и оборудование» (гг. Москва-Тула, 2006 г.) , 5-й региональной научно-практической конференции «Современные проблемы экологии и рационального природопользования в Тульской области» (гг. Москва-Тула, 2005 г.), научных семинарах кафедры «Аэрология, охрана труда и окружающей среды» ТулГУ (2006-2008 гг.).

Реализация основных результатов диссертации. Основные научные и практические результаты диссертационной работы реализованы в виде программного комплекса, позволяющего проводить расчеты полей загрязнения атмосферы как от выбросов дымовых труб, так и при аварийных разрывах газопроводов. Результаты работы внедрены в практическую деятельность ООО «Конти Тулаэнерготепло», ООО «ЦентрЭнергоСервис» и ООО «Теплоэнер-гоналадка» для получения прогнозных данных о загрязнении атмосферного воздуха, а также для поддержки принятия решений по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций, возможных при разрывах газопроводов.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Павлова, Виктория Сергеевна

Основные выводы и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Определены теоретические и технологические условия и организационные принципы создания системы экологического мониторинга качества воздушной среды застроенных территорий при интенсивной децентрализации систем теплоснабжения.

3. Разработан метод расчета полей концентраций загрязняющих веществ в воздушном бассейне застроенных территорий в условиях комплексного воздействия выбросов теплогенерирующих источников и аварийных разрывов.

4. Предложен и обоснован алгоритм определения расположения станций экологического контроля качества среды застроенных территорий с учетом особенностей формирования полей концентраций загрязняющих веществ вредными выбросами в условиях децентрализации систем теплоснабжения.

5. Предложена структура модулированной системы экологического мониторинга загрязнения приемного слоя атмосферы застроенных территорий применительно к условиям децентрализованного развития инфраструктуры теплогенерирующих источников автономных систем теплоснабжения.

6. Проведены численные эксперименты по оценке характеристик процесса истечения газа и формирования факела рассеивания газового облака при аварийном разрыве газопровода и сопоставлены результаты, полученные с помощью разработанной модели, известных методик и экспериментальных измерений.

7. Разработан программный комплекс, реализующий модифицированную гауссовскую модель и удовлетворительно описывающий процесс распространения примесей в ограниченной территории.

8. Материалы диссертационной работы использованы в лекционных курсах для подготовки специалистов и магистров по специальности «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов»

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные исследования направлены на решение актуальной проблемы защиты воздушного бассейна застроенных территорий в условиях децентрализации систем теплоснабжения, посредством разработки теоретических положений экологического мониторинга на основе построения математических моделей и обобщения закономерностей формирования выбросов дымовых газов теплогенерирующих источников и аварийных разрывов газопроводов систем их газоснабжения, что имеет существенное значение для прикладной экологии и направлено на охрану живой природы на территории промышленно развитого региона.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата технических наук, Павлова, Виктория Сергеевна, Тула

1. Абросимов А.А. Система промышленной безопасности / А.А. Абросимов, В.М. Коломийцев // Безопасность труда в промышленности. 2000. -№ 10. - С. 2.

2. Агапов А.А Принципы построения автоматизированной информационно-управляющей системы регулирования промышленной безопасности / А.А. Агапов // Безопасность труда в промышленности. 2000. - № 6. - С. 1519.

3. Агапов А.А. О создании автоматизированной информационно-управленческой системы регулирования промышленной безопасности / А.А. Агапов // Безопасность труда в промышленности. 2001. - № 6. - С. 4.

4. Агейкин Д.И. Датчики контроля и регулирования / Д.И. Агейкин, Е.И. Костина, Н.И. Кузнецова. М.: Машиностроение, 1975. - 928 с.

5. Акопова Г.С. Разработка и внедрение мероприятий по снижению загрязнения атмосферного воздуха на объектах газовой промышленности / Г.С. Акопова, А.Г. Бордюгов, Н.Г. Гладкая. М.: ВНИИЭГазпром, 1985. - 48 с.

6. Алексеев П.Д. Охрана окружающей среды в нефтяной промышленности / П.Д. Алексеев, В.И. Бараз, В.И. Гридин. М.: Наука, 1994. - 473 с.

7. Безуглая Э.Ю. Мониторинг состояния загрязнения атмосферы в городах. Результаты экспериментальных исследований. / Э.Ю. Безуглая. JL: Гидрометеоиздат, 1986. - 328 с.

8. Белов И.В. Сравнительный анализ некоторых математических моделей для процессов распространения загрязнений в атмосфере / И.В. Белов, М.С. Беспалов, JI.B. Клочкова // Математическое моделирование. 1999. - № 7. - С. 45-49.

9. Белов И.В. Транспортная модель распространения газообразных примесей в атмосфере города / И.В. Белов, М.С. Беспалов, JI.B. Клочкова // Математическое моделирование. 2000. - № 11. - С. 25-32.

10. Берлянд М.Е. Влияние рельефа на распространение примесей отисточника / М.Е. Берлянд // Труды / ГГО им. А.И. Воейкова. Л.: Гидрометеоиздат, 1968. - Вып. 234. - С. 28-44.

11. Берлянд М.Е. Метеорологические аспекты загрязнения атмосферы / М.Е. Берлянд. М: Московское отделение Гидрометеоиздата, 1981. - 178 с.

12. Берлянд М.Е. О методах определения фонового загрязнения атмосферы в городах / М.Е. Берлянд, Э.Ю. Безуглая, Е.Л. Генихович // Труды / ГГО им. Воейкова. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. - Вып. 479. - С. 17-30.

13. Берлянд М.Е. Прогноз и регулирование загрязнений атмосферы / М.Е. Берлянд. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. - 272 с.

14. Берлянд М.Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнения атмосферы / М.Е. Берлянд. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. - 250 с.

15. Богуславский Е.И. Жизнеобеспечение в окружающей среде / Е.И. Богуславский. Ростов н/Д: РГАС, 1992. - 110 с.

16. Бондарик Г.К. Методологические основы оптимизации мониторинга природно-технологических систем / Г.К. Бондарик. М.: МГУ, 1994. - С. 81-84.

17. Бородулин А.И. Статистическое описание распространения аэрозолей в атмосфере: метод и приложения / А.И. Бородулин, Г.М. Майстренко, Б.М. Чалдин. Новосибирск: Изд-во Новосибирского ун-та, 1992. - 123 с.

18. Борщев Д.Я. Устройство и эксплуатация отопительных котельных малой мощности / Д.Я. Борщев. М.: Стройиздат, 1992. - 360 с.

19. Босняцкий Г.П. Проблемы экологического мониторинга газовой промышленности / Г.П. Босняцкий, А.И. Гриценко, А.Д. Седых. М.: АО «НИКА-5», 1993.-80 с.

20. Бржозовский Б.М. Актуальные вопросы современной экологии. Мониторинг атмосферного воздуха / Б.М. Бржозовский, В.В. Мартынов, С.Я. Приказчиков. Саратов: Изд-во СГТУ, 1997. - 44 с.

21. Брэдшоу П. Турбулентность / П. Брэдшоу, Т. Себеси, С. Фернгольц. -М.: Машиностроение, 1980. 343 с.

22. Брюханов О.Н. Рациональное использование газа в сельском хозяйстве и коммунально-бытовом секторе / О.Н. Брюханов. СПб.: ОАО "Издательство "Недра", 1997. - 576 с.

23. Будыко М.И. Проблема углекислого газа / М.И. Будыко. СПб.: Гид-рометеоиздат, 1997. - 60 с.

24. Булгакова Н.Г. Контроль за выбросами в атмосферу и работой газоочистных установок на предприятиях машиностроения / Н.Г. Булгакова, JI.C. Василевская, Я.Я. Градус. М.: Машиностроение, 1984. - 128 с.

25. Бурков В. Механизмы обеспечения безопасности: оценка эффективности / В. Бурков // Вопросы экономики. 1992. - № 1. - С. 22-23.

26. Бутусов О.Б. Математическое моделирование атмосферного распространения загрязнений в условиях городской застройки / О.Б. Бутусов, В.А. Татарников // Советско-Монгольский эксперимент "Убсу-Нур". 1989. - № 1. - С. 93-95.

27. Бызова Н.Л. Экспериментальные исследования атмосферной диффузии и расчет распространения примеси / Н.Л. Бызова, Е.К. Гаргер, В.Н. Иванов. Л.: Гидрометеоиздат, 1991.-231 с.

28. Ветренко Т.Г. Система информационного обеспечения экологического менеджмента / Т.Г. Ветренко, А.С. Свечин // Экология и промышленность России. 1997. - № 10.- С. 38- 40.

29. Внуков А.К. Защита атмосферы от выбросов энергообъектов / А.К. Внуков. М.: Энергоатомиздат, 1992. - 176 с.

30. Волков Э.П. Контроль загазованности атмосферы выбросами ТЭС / Э.П. Волков. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 256 с.

31. Вызова И.Л. Рассеяние примесей в пограничном слое / И.Л. Вызова. JL: Гидрометеоиздат, 1974. - 191 с.

32. Герасимов Б.И. Методы и приборы экологического мониторинга / Б.И. Герасимов, И.В. Кораблев, В.П. Козлов. Тамбов: Изд-во ТГТУ, 1996. -111с.

33. Годунов С.К. Разностные схемы / С.К. Годунов, B.C. Рябенький. -М.: Наука, 1973. 400 с.

34. Головизников А.В. Компьютерное информационное обеспечение природопользования / А.В. Головизников // Горный журнал. 1993. - № 7. -С.12-13.

35. Гольдфельд Г.Б. Эффективность систем многоканального экологического мониторинга окружающей среды / Г.Б. Гольдфельд // Проблемы окружающей среды и природных ресурсов. 1996. - № 2. - С. 34 -39.

36. ГОСТ 30319.1-96. Газ природный. Методы расчета физических свойств. Определение физических свойств природного газа, его компонентов и продуктов его переработки. М.: Изд-во стандартов, 1997. - 12 с.

37. Детри Ж. Атмосфера должна быть чистой: Загрязнители атмосферы и борьба с ними / Ж. Детри. М.: Прогресс, 1973. - 379 с.

38. Дзыбов М. Экономические аспекты защиты населения и территорий от ЧС / М. Дзыбов // Гражданская защита. 1999. - № 8. - С. 19-25.

39. Диденко В.Г. О совершенствовании методики расчета рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере / В.Г. Диденко, Н.Б. Иванов. Волгоград: ВИНИТИ, 2004. - 7 с.

40. Диденко В.Г. Общая постановка задачи оценки надежности сетей теплоснабжения / В.Г. Диденко, А.В. Кузьмичев // Материалы II Межд. науч. конф. «Качество внутреннего воздуха и окружающей среды». Волгоград: ВИНИТИ, 2003. - С. 23-26.

41. Диденко В.Г. Особенности формирования факела загрязняющих веществ в атмосфере при аварийной разгерметизации газопроводов / В.Г. Диденко, А.В. Кузьмичев // Вестник ВолгГАСУ. 2003. - № 1. - С. 56-61.

42. Динамическая метеорология / В.П. Паршков и др.. JL: Гидроме-теоиздат, 1967. - 607 с.

43. Доброчив О.В. Методы расчета распространения аварийных выбросов промышленных предприятий. Обзор состояния исследований / О.В. Доброчив // Российский химический журнал. 1994. - Т. 38. - № 3. - С.97-102.

44. Жэнь Ч. Направления разработки приборов для мониторинга окружающей среды / Ч. Жэнь // Защита окружающей среды. 1994. - № 10. - С. 28-29.

45. Закарин Э.А. Загрязнение воздушного бассейна городов / Э.А. Зака-рин. М.: ИНИОН, 1992. - 26 с.

46. Закарин Э.А. Математическое моделирование загрязнения атмосферы города на основе ГИС / Э.А. Закарин, Б.М. Миркаримова // Известия РАН ФАО. 2000. - № 3. - С. 12-22.

47. Закарин Э.А. Программный комплекс моделирования случаев высокого загрязнения атмосферы города Алма-Аты / Э.А. Закарин, В.Ф. Крамар // Метеорология и гидрология. 1991. - № 12. - С. 1-9.

48. Закс JI. Статистическое оценивание / JI. Закс. М.: Статистика, 1976. - 598 с.

49. Залесский В.Ф. Выбор вероятностной модели для управления риском экстремальных природных воздействий / В.Ф. Залесский // Экологияпромышленно го производства. 1997. - № 2. - С. 3-9.

50. Замай С.С. Модели оценки и прогноза загрязнения атмосферы промышленными выбросами в информационно-аналитической системе природоохранных служб крупного города / С.С. Замай, О.Э. Якубайлик. Красноярск: Краснояр. гор. ун-т., 1998. - 109 с.

51. Заминян А.А. Основные направления защиты атмосферы от загрязнения вредными выбросами / А.А. Заминян, Б.П. Космачевский // Науч. инф. центр по изд. делу, полиграф, пром. и кн. торговле. 1991. - № 10. - С. 35-55.

52. Захарин В.И. Автоматизация контроля и прогнозирование загрязненности воздуха / В.И. Захарин. Киев: Наукова думка, 1985. - С. 252-256.

53. Идельчик И.Е. Основные результаты новых экспериментальных исследований конических диффузоров / И.Е. Идельчик, Я.Л. Гинзбург. М.: НИИОГАЗ, 1974. - С. 178-210.

54. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / И.Е. Идельчик. М.: Машиностроение, 1975. - 559 с.

55. Измалков В.И. Безопасность и риск при техногенных воздействиях / В.И. Измалков, А.В. Измалков. Москва-Санкт-Петербург: РАН Санкт-Петербургский Научно-исследовательский Центр экологической безопасности. - 1994. - 269 с.

56. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды / Ю.А. Израэль. JL: Гидрометеоиздат, 1979. - 376 с.

57. Инструкция по инвентаризации источников выбросов вредных веществ в атмосферу предприятиями Министерства нефтяной и газовой промышленности СССР. Руководящий документ РД 39-014-70-98. М.: Гидрометеоиздат, 1999. - 67 с.

58. Капцов И.И. Сокращение потерь газа на магистральных газопроводах / И.И. Капцов. М.: Недра, 1988. - 160 с.

59. Кеслер X. Оценка утечек метана при добыче и транспорте газа в России / X. Кеслер, А. Рамм, A.M. Блюменкрон // Материалы второго Международного экологического семинара РАО «Газпром» и «Рургаз АГ».

60. Н.Новгород: ИРЦ Газпром, 1998. С. 84-90.

61. Козин В.Е. Теплоснабжение / В.Е. Козин. М:. Высшая школа, 1980. - 408 с.

62. Колтыпин С.И. Автоматизированные системы экологического мониторинга: интегрированный подход / С.И. Колтыпин, А.А. Петрулевич // Современные технологии автоматизации. 1997. - № 1. - С.28-34.

63. Кононов Д.А. Экологический менеджмент: сценарии развития объектов и управление экологической обстановкой / Д.А. Кононов, В.В. Кульба // Инженерная экология, 1996, № 6. С.78-99.

64. Константинова З.И. Защита воздушного бассейна от промышленных выбросов / З.И. Константинова. М.: Стройиздат, 1981. - 104 с.

65. Копире И.И. Сокращение потерь газа на магистральных газопроводах / И.И. Копире. М: Недра, 1988. - 159 с.

66. Кузнецов И.Е. Защита воздушного бассейна от загрязнения вредными веществами / И.Е. Кузнецов, Т.М. Троицкая. М.: Химия, 1979. - 344 с.

67. Ландсберг Г.Е. Климат города / Г.Е. Ландсберг. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. - 168 с.

68. Лебедев В.И. Расчет и проектирование теплогенерирующих установок систем теплоснабжения / В.И. Лебедев, Б.А. Пермяков, П.А. Хавыанов. -М.: Стройиздат, 1992. 358 с.

69. Либерман Н.Б. Справочник по проектированию систем централизованного теплоснабжении / Н.Б. Либерман, М.Т. Нянковская. М.: Энергия,1979.-224 с.

70. Мадинский Г.П. Предложения по разработке отраслевой классификации источников выбросов вредных веществ атмосферу / Г.П. Мадинский. -М.: Госкомгидромет, 1985. 66 с.

71. Марчук А.Г. Применение географических информационных систем для моделирования природных и антропогенных катастроф / А.Г. Марчук // Вычислительные технологии. 1996.- Т. 1. - № 3. - С. 11-12.

72. Маршалл В. Основные опасности химических производств / В. Маршалл. М.: Мир, 1989. - 672 с.

73. Махонько К.П. Руководство по организации контроля состояния природной среды в районе расположения АЭС / К.П. Махонько. JL: Гидро-метеоиздат, 1990. - 264 с.

74. Методика прогнозирования масштабов заражения сильнодействующими ядовитыми веществами при авариях (разрушениях) на химически опасных объектах и транспорте. Руководящий документ РД 52.04.253-90. -Д.: Гидрометеоиздат, 1991. 23 с.

75. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий, ОНД-86. М.: Гидрометеоиздат, 1987. - 93 с.

76. Монин А.С. Статистическая гидромеханика. Механика турбулентности / А.С. Монин, A.M. Яглом. М.: Наука, 1965. - 720 с.

77. Натхина Р.И. Моделирование процессов распространения многокомпонентных промышленных выбросов / Р.И. Натхина. М.: Наука, 2001. - 234 с.

78. Никитин B.C. Проветривание промышленных площадок и прилегающих к ним территорий / B.C. Никитин, Н.Г. Максимкина, В.Т. Самсонов. М.: Стройиздат, 1980. - 200 с.

79. Никитин Д.П. Окружающая среда и человек / Д.П. Никитин, Ю.В. Новиков. М.: Высшая школа, 1986. - 415 с.

80. Никифоров А.Н. Моделирование полей загрязненности атмосферы вмезометеорологическом пограничном слое / А.Н. Никифоров, Н.С. Бузало // Известия высших учебных заведений. Северо-кавказский регион. Спецвыпуск. Математическое моделирование, 2001. С. 25-38.

81. Ньюстадаи Ф. Атмосферная турбулентность и моделирование распространения примесей / Ф. Ньюстадаи, Х.В. Допа. Л.: Гидрометеоиздат, 1985.- 351 с.

82. Пащенко С.Э. Атмосферный и техногенный аэрозоль (кинетические, электронно-зондовые и численные методы исследования) / С.Э. Пащенко, К.К. абельфельд. Новосибирск: Наука, 1992 . - 190 с.

83. Пененко В.В. Математическое моделирование в задачах химии атмосферы / В.В. Пененко, Г.И. Скубневская // Успехи химии. 1990. - Т. 59. -№ 11.-С. 1156-1776.

84. Пененко В.В. Модели и методы для задач охраны окружающей среды / В.В. Пененко, А.Е. Алоян. Новосибирск: Наука. Сиб.отд-ние, 1985. -256 с.

85. Пененко В.В. Численная модель для исследования изменений климата и качества атмосферы мезо-регионального масштаба / В.В. Пененко, М.Г. Коротков // Математические проблемы экологии. Новосибирск: Изд-во ИМ СО РАН, 1994.-С. 141-142.

86. Перри С.Г. Модель диффузии ЕРА для сложного рельефа: структура и характеристики / С.Г. Перри // Сб.: Международная конференция ВМО по моделированию загрязнения атмосферы и его применениям. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. - С. 14-15.

87. Петраш А.И. Методология системного рассмотрения мониторинга / А.И. Петраш // Материалы научно-практ. конф. «Проблемы управления качеством окружающей среды городов» М.: Наука, 1995. - С. 34-35.

88. Приказ Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь от 30 декабря 1999 г. № 390 "О методике расчета приземных концентраций загрязняющих веществ разных периодов осреднения применительно к крупным точечным источникам".

89. Ращупкин К.В. Вопросы построения единой информационной сети мониторинга окружающей среды / К.В. Ращупкин // Безопасность жизнедеятельности. 1995. - № 1. - С. 15-17.

90. Самарская Е.А. Построение математической модели распространения загрязнений в атмосфере / Е.А. Самарская, Д.В. Сузан, В.Ф. Тишкин // Математическое моделирование. 1997. - Т. 9. - № 11. - С. 53-61.

91. Сборник методик по расчёту выбросов в атмосферу загрязняющих веществ различными производствами. JL: Гидрометеоиздат, 1986. - 183 с.

92. Седых А.Д. Потери газа на объектах магистрального транспорта / А.Д. Седых. М.: ИРЦ Газпром, 1993. - 45 с.

93. Слуцкер Д.С. Санитарная охрана атмосферного воздуха / Д.С. Слуц-кер, JI.M. Шафран. Рига.: Лиесма, 1978. - 127 с.

94. Соломатина И.И. Нормирование и контроль промышленных выбросов в атмосферу / И.И. Соломатина. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. - С. 27-33.

95. Сонькин Л.Р. Синоптико-статистический анализ и краткосрочный прогноз загрязнения атмосферы / Л.Р. Сонькин. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. - 164 с.

96. Софиев М.А. Оценка выбросов загрязняющих веществ в атмосферу по данным моделирования и измерений / М.А. Софиев, В.Ф. Софиева // Математическое моделирование. 2000. - Т. 12. - № 4. - С 132-156

97. Средства мониторинга окружающей среды / Ю.С. Галкин и др. // Экология и промышленность России, 1998. - № 5 - С. 40-42.

98. Сташенко А.Г. Контроль окружающей среды: концепция и принципы построения мониторинговых систем реального времени / А.Г. Сташенко, В.Ю. Захаров // Экология и промышленность России. 1997. - № 2. - С.45.47.

99. Сысуев Ю.Л. Автоматизированное проектирование размеров са-нитарно защитных зон промышленных предприятий / Ю.Л. Сысуев, Н.Ф. Тищенко, А.С. Белявский, А.В. Шелудяков // Экология и промышленность России. -1998. № 3. - С.37-39.

100. Трайбус М. Термостатика и термодинамика / М. Трайбус. М.: Энергия, 1970. - 540 с.

101. Уорк И. Загрязнение воздуха: Источники и контроль / И. Уорк, С. Уорнер. М.: Мир, 1980. - 539 с.

102. Учет дисперсионных параметров атмосферы при выборе площадок для атомных электростанций. Руководство по безопасности АЭС. Международное агентство по атомной энергии. Вена, 1980. - 106 с.

103. Ферцигер Дж. Математическая теория процессов переноса в газах / Дж. Ферцигер, Г. Капер. М.: Мир, 1976. - 554 с.

104. Халин Е.В. Информационные потребности специалистов по безопасности производства / Е.В. Халин, Н.И. Кобяков // Безопасность труда в промышленности. 1998. - № 2. - С.54.

105. Хомяков Д.М. Совершенствование информационных технологий при оценке воздействия на окружающую среду для объектов нефтегазового комплекса / Д.М. Хомяков // Строительство трубопроводов. 1996. - № 3. -С.30-32.

106. Щербаков А.Ю. Метеорологический режим и загрязнение атмосферы городов / А.Ю. Щербаков. Калинин: издательство КГУ, 1987. - 98 с.

107. Щербаков А.Ю. Моделирование загрязнения воздуха и выпадений двуокиси серы в Тверской области / А.Ю. Щербаков // Охрана и рац. использование природных ресурсов Верхневолжья. Тверь: Твер. гос. ун-т., 1991. -С. 75-85.

108. Ярыгин Г.А. Геоинформационный моделирующий комплекс в системах производственного экологического мониторинга предприятий нефтегазового комплекса / Г.А. Ярыгин, А.А. Петрулевич, Д.Б. Рывкин // Экологические системы и приборы. 2002. - № 4. - С. 3-6.

109. Abubakar I. Inter-rater agreement in defining chemical incidents at the National Poisons Information Service /1. Abubakar, G.S. Leonardi, N. Edwards // London. Epidemiol, and Community Health. 2004. - Vol. 58. - № 8. - P. 718-722.

110. Bianconi R. A mathematical model of diffusion from a steady source of short duration in a finite mixing layer / R. Bianconi, M. Tamponi // Atmos. Env. -1993. Vol. 27 A. - № 5. - P. 781-792.

111. Briggs G.A. Analytical parameterization of diffusion: the convective boundary layer / G.A. Briggs // J. Clim. Appl. Met. 1985. - Vol. 24. - P. 11671186.

112. Briggs G.A. Diffusion Estimation for Small Emissions / G.A. Briggs. -Oak Ridge: U.S. Atomic Energy Commission, 1974. 68 p.

113. Briggs G.A. Discussion on Chimney Plumes in Neutral and Stable Surroundings / G.A. Briggs // Atmos. Env. 1972. -Vol. 6. - P. 507-510.

114. Briggs G.A. Plume Rise / G.A. Briggs. Springfield: NTI, 1969. - 209 p.

115. Briggs G.A. Plume Rise Predications / G.A. Briggs. Boston: American Meteorological Society, 1975. - 342 p.

116. Chrysikopoulos C.V. A three-dimensional steady-state atmospheric dispersion-deposition model for emission from a ground-level area source / C.V. Chrysikopoulos, L.M. Hildmann, P.V. Roberts // Atmos. Env. 1992. - Vol. 26 A. - № 5. - P. 747-757.

117. Farmel M. Worldwide gas processing rides / M. Farmel // Oil and gasjournal. 2000. - Vol. 98. - № 26. - P. 64-72.

118. Gifford F. Use of Routine meteorological observations for estimating atmospheric dispersion / F. Gifford // Nucl. Safety. 1961. - Vol. 2. - № 4. - P. 47.

119. Huber A.H. Building Wake Effects on Short Stack Effluents / A.H. Hu-ber, W.H. Snyder. Boston: American Meteorological Society, 1976. - 176 p.

120. Huber, A.H. Incorporating Building. Terrain Wake Effects on Stack Effluents / A.H. Huber. Boston: American Meteorological Society, 1977. - 239 p.

121. Kapias T. Accidental releases of titanium tetrachloride (TiCl4) in the context of major hazards spill behavior using reactpool / T. Kapias, R.F. Griffiths // Hazardous Mater. - 2005. - Vol. 119. - № 3. - P. 41-52.

122. Kenneth F. Sustainability and the water and environmental manager / F. Kenneth // Water and Environ. Manag. 1994. - Vol. 8. - № 1. - p. 1-9.

123. Kitabayashi K. Wind tunnel simulation of airflow and pollutant diffusion offer complex terrain / K. Kitabayashi // Atm.Env. 1991. - Vol. 25 A. - № 7. - P. 1155-1161.

124. Lindell M.K. Effect of organizational environment, internal structure and team climate on the effectiveness of local emergency planning committees / M.K. Lindell, D J. Whitney // Risk Anal. 1995. - Vol. 15, № 4. - p.439- 447.

125. Pasquill F. Atmospheric diffusion / F. Pasquill. L.: TPE, 1962. - 298 p.

126. Pasquill, F. Atmospheric Dispersion Parameters in Gaussian Plume Modeling / F. Pasquill. Triangle Park: U.S. Environmental Protection Agency,1976.-225 p.

127. Patsiatzis D.I. An MILP approach to safe process plant layout / D.I. Pat-siatzis, G. Knight, L.G. Papageorgiou // Chem. Eng. Res. and Des. 2004. - Vol. 82. - № 5 - P. 579-586.

128. Pythoud S.R. Determination experimentale des parametres de securite desproduits chimiques / S.R. Pythoud // Chimia. 2003. - Vol. 57. - № 12. - P. 766-769.

129. Reshetnikov A.I. Preliminary from gas production industry in Russia leased on published data / A.I. Reshetnikov, N.N. Paramonova, A.A. Shashkov // Methane in atmosphere. 1996. - № 5. - P. 123-127.

130. Rodi W. Turbulence models and their application in hydraulics / W. Ro-di. Karlsruhe: SFB, 1978. - 134 p.

131. Scire J.S. Modeling Plume Rise from Low-Level Buoyant Line and Point Sources / J.S. Scire, L.L. Schulman. New Orleans: Air Pollution Meteorology, 1980. - 139 p.

132. Simpson I.R. Dry plume: a computer model for predicting the behaviour of plumes in the atmosphere / I.R. Simpson, T.S. Clarkson. Wellington: New Zealand Meteorological Service, 1986. - 79 p.

133. Techniques and decision making in the assessment of off-site consequences of an accident in a nuclear facility / G. Thompson et al.. Vienne: Environment, 1987. - 185 p.

134. Turner D.B. Evaluation of the TUPOS air quality dispersion model using data from EPRI KINCAID field study / D.B. Turner, L.W. Bender, J.O. Paumier // Atmos. Env. 1991.-Vol. 25 A. - № 10. - P. 2187-2201.

135. Venkatram A. Dispersion from an elevated source in a convective boundary layer / A. Venkatram // Atmos. Env. 1980. - Vol. 14. - № 1. - P. 1-10.

136. Yoshida A. Two-dimensional numerical simulation of thermal structure of urban polluted atmosphere (effects of aerosol characteristics) / A. Yoshida // Atmos. Env. 1991.-Vol. 25 В. -№ l.-P. 17-23.

Информация о работе

Павлова, Виктория Сергеевна
кандидата технических наук
Тула, 2008
ВАК 03.00.16

Диссертация

Совершенствование метода оценки загрязнения атмосферы промышленно развитого региона - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы