Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Географические науки
Географическая экология

Диссертационная работа:

Андрианов Владимир Александрович. Метод коррекции расчетных полей загрязнения воздуха выбросами автотранспорта с использованием данных мониторинга атмосферы : Дис. ... канд. техн. наук : 25.00.36 СПб., 2006 123 с. РГБ ОД, 61:06-5/2514

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 3

Глава 1. Характеристика автотранспорта, как источника загрязнения
атмосферы вредными веществами
8

  1. Динамика воздействия автотранспорта на загрязнение атмосферного воздуха в городах 8

  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

  1. Организация наблюдений на метеорологических постах и постах мониторинга загрязнения атмосферы 43

  2. База данных интенсивностей движения автотранспорта 52

  3. База данных застройки г.Москвы 56

Глава 3. Анализ исходных данных и их адаптация для целей
климатического расчета загрязнений
61

  1. Общая характеристика исходного материала 61

  2. Статистическая обработка данных 66

  3. Построение сети реперных станций 72

Глава 4. Метод коррекции расчетных полей загрязнения воздуха
выбросами автотранспорта с использованием данных мониторинга
атмосферы
75

  1. Оценка суммарной погрешности расчета текущих полей загрязнения за счет выбросов автотранспорта по результатам специальных наблюдений... 75

  2. .Использование результатов мониторинга для уточнения мощности выброса автотранспортом вредных веществ в атмосферу 82

  3. Привязка расчетных значений загрязнения атмосферы к реперной сети постов АСКЗА 88

  4. Схема расчета климатической карты загрязнения атмосферы города Москвы выбросами автотранспорта 95

  5. Реализация предложенного методического подхода с помощью программного комплекса ЭПК «ZONE» 99

Выводы 106

Литература 108

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:

  1. Комплексный статистический анализ данных измерений на автоматических постах мониторинга атмосферы Москвы;

  2. Метод корректировки расчетных климатических карт загрязнения атмосферы с использованием данных мониторинга;

  3. 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.

Подобные работы
Данилов Дмитрий Евгеньевич
Оценка экологического риска загрязнения атмосферного воздуха территорий техногенными выбросами
Корчагин Денис Владимирович
Особенности мониторинга атмосферы крупного промышленного предприятия
Нурмеев Борис Кашифович
Методы регулирования выбросов в атмосферу продуктов сгорания органического топлива от стационарных энергетических источников
Салогуб Александр Леонидович
Геоэкологическая оценка загрязнения поверхностного стока летного поля аэродрома твердыми частицами неорганических веществ
Гамов Максим Игоревич
Совершенствование методики оценки и прогноза шумового загрязнения территорий в горнопромышленном регионе на основе исследований акустических полей, наведенных автотранспортом
Трубицина Ольга Петровна
Состояние загрязнения атмосферного воздуха и осадков на Севере Русской равнины по данным мониторинга
Миронов Андрей Александрович
Изучение загрязнения атмосферного воздуха от автотранспортных потоков в условиях городских территорий : на примере города Чебоксары Чувашской Республики
Гриванова Ольга Владимировна
Оценка и прогноз загрязнения атмосферного воздуха лесозаготовительными и деревообрабатывающими предприятиями : На примере Приморского края
Зиброва Надежда Владимировна
Геоэкологическая оценка кумулятивного эффекта локального загрязнения приземного слоя воздуха На примере г. Воронежа
Байтелова Алина Ивановна
Оценка и прогноз качества атмосферного воздуха урбанизированной территории, прилегающей к сложным площадным источникам выбросов примесей

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net