Повышение точности контроля концентрации выбросов в атмосфере города стационарными источниками
Диссертация
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… Читать ещё >
Содержание
- 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
- 1. 1. Проблема загрязнения атмосферы
- 1. 2. Предварительный анализ данных
- 1. 3. Применение математического моделирования
- 1. 3. 1. Модель на основе уравнения гидротермодинамики атмо- 26 сферы
- 1. 3. 2. Модель циркуляции атмосферы с учетом теплового излу- 28 чения большого города
- 1. 4. Постановка задачи
- 2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТЕСКОЙ МОДЕЛИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ 32 КОНЦЕНТРАЦИИ ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРЕ НА ОСНОВЕ УРАВНЕНИЯ ПЕРЕНОСА С УТОЧНЕННЫМИ КОЭФФИЦИЕН ТАМИ ТУРБУЛЕНТНОЙ ДИФФУЗИИ
- 2. 1. Классическая модель, основанная на уравнении переноса
- 2. 2. Метод расщепления
- 2. 3. Аппроксимация уравнения переноса
- 2. 4. Расчет мощности источника выбросов
- 2. 5. Расчет начальных условий с применением методики ОНД
- 2. 6. Построение математической модели
- 2. 7. Определение коэффициентов турбулентной диффузии
- 3. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МЕТОДОВ РАСЧЕТА 66 КОНЦЕНТРАЦИИ ВЫБРОСОВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ИХ ОЦЕНКИ
- 3. 1. Графики распределения концентрации
- 3. 2. Сравнительный анализ результатов
- 4. ПРОГРАММНО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
- 4. 1. Предварительный анализ данных, выбор способа их обработ- 82 ки
- 4. 2. Подготовка данных к построению выбранной модели
- 4. 3. Выбор типа модели
- 4. 4. Особенности построения сеточной модели
- 4. 5. Анализ получившихся результатов и блок аналитики
- 4. 6. Технические характеристики комплекса
- 4. 7. Требования к работе комплекса
- 4. 8. Пример работы комплекса
- ЗАКЛЮЧЕНИЕ
- Список используемой литературы
- Список публикаций
Приложение 1 Суточная концентрация выбросов N02 для ГРЭС-1 106 за сентябрь 2006 г.
Список литературы
- Н. Performance of a Gaussian model for centerline consentrations in the wake of buildings. / A. H. Huber. — Atmos. Environ., 1988, vol. 22, № 6,-p. 1039−1050.
- Lewellen, W. S. Prediction of the Monin-Obuhov similarity functions from an invariant model of turbulence / W. S. Lewellen, M. Teske // -J. Atm. Sci., 1973. vol. 30, N7,-P. 1340−1345.
- Lumley, J. L. Computational modeling of turbulent flows. / J. L. Lumley //Adv. Appl. Mech., vol. 18, -P. 123−176.
- Mellor, G.L. A hierarchy of turbulent closure models for planetary boundary layers / G.L. Mellor, T. Yamada A: // J. Atm. Sci, 1974. vol.31, N 10, -P 1791−1806.
- Orlansky, I. A Simple boundary condition for unbounded hyperbolic flows /1. A Orlansky//J. Comput. Phys., 1976. vol 21. -P. 251−269.
- Wyngaard, J. C. Modelling the atmospheric boundary layer / J. C. Wyngaard, O.R. Cote, K. S. RAO // Adv. In Geoph, vol. 18A, -P. 193−211.
- Абрамов, А. А. О переносе граничных условий для систем обыкновенных уравнений / А. А. Абрамов // ЖВМиМФ. 1961. Т. 1 № 3.
- Алалыкин, Г. Б. Решение одномерных задач газовой динамики / Г. Б. Алалыкин, С. К. Годунов, И. JI. Киреева, JI. А. Плинер. -М.: Наука, 1970.
- Атмосферная турбулентность и моделирование распространения примесей / Под ред. Ф. Т. М. Ньюистада, X. Ван Допа. JL: Гидрометеоиздат, 1985.-351 с.
- Бахвалов, Н. С. Численные методы / Н. С. Бахвалов. -М: Наука, 1973.
- Бабенко, К. И. Пространственное обтекание гладких тел идеальным газом / К. И. Бабенко и др. -М.: Наука, 1964.
- Баренблатт, Г. И. О движении взвешенных частиц в турбулентном потоке / Г. И. Баренблатт // Прикл. мат. мех., 1953. Т. 17, № 3, — С. 261 274.
- Берлянд, М. Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнения атмосферы / М. Е. Берлянд. -JL: Гидрометеоиздат, 1987. 92 с.
- Белоцерковский, О. М. и др. Численное исследование современных задач газовой динамики / О. М. Белоцерковский и др. -М.: Наука, 1974.
- Берлянд, М. Е. Прогноз и регулирование загрязнения атмосферы / М. Е. Берлянд. -JI.: Гидрометеоиздат, 1985.
- Белинская, Jl. В. Численные эксперименты по расчету распределения метеорологических элементов в пограничном слое атмосферы / JI. В. Белинская, Н. С. Вельтищева // Труды Гидрометцентра СССР, 1977. Вып. 185.
- Богуненко, В. Д. Современные средства автоматического контроля основных промышленных выбросов / В. Д. Богуненко, О. Ф. Перчик // Сб. науч. тр. ВНИИАП.: Автоматический контроль загрязняющих атмосферу промышленных выбросов. Киев, 1981. — С. 3−8.
- Братсерт, У. X. Испарение в атмосферу / У. X. Братсерт Л.: Гидроме-теоиздат, 1985.
- Вызова, Н. Л., Гаргер Е. К., Иванов В. Н. Экспериментальные исследования атмосферной диффузии и расчеты рассеяния примеси / Н. Л. Вызова, Е. К. Гаргер, В. Н. Иванов. -Л.: Гидрометеоиздат, 1991. -274 с.
- Бююль, A SPSS: искусство обработки информации. Анализ статистических данных и восстановление скрытых закономерностей / А. Бююль, П. Цефель. -К.: Диасофт, 2005 608 с.
- Бююль, A SPSS 10 / А. Бююль, П. Цефель. -К.: Диасофт, 2002 608 с.
- Васильева, Т.И. Модель пограничного слоя с учетом радационного теплообмена и ее экспериментальная проверка / Т. И. Васильева, А. С. Гаврилов, Э. Л. Подольская //-Труды ЛГМИ, 1989. -Л.: ЛПИ. Вып. 104,-С. 133−139.
- Васильев, Ф. П. Методы оптимизации / Ф. П. Васильев -URSS, 2002. -824 с.
- Вельтищева, Н. С. Влияние вертикального распределения метеорлоги-ческих параметров на степень загрязнения верхнего слоя атмосферы / Н. С. Вельтищева// Труды Гидрометцентра СССР, 1977. вып. 165.
- Вельтищева, Н. С. Моделирование загрязнений городской атмосферы от серии непрерывных приподнятых источников / И. С. Вельтищева // Метеорология и гидрология, 1975. № 9.
- Выгодский, М. Я. Справочник по высшей математике для ВУЗов и ВТУЗов / М. Я. Выгодский. М.: Джангар, 2001. — 864 с.
- Гаврилов, А. С. Математическое моделирование мезометеорологичес-ких процессов. / А. С. Гаврилов. -Л.: изд. ЛПИ, 1988. 96 с.
- Гаврилов, А. С. Структура турбулентности в приземном слое атмосферы / А. С. Гаврилов, С. М. Пономарева // Обзорная информация ВНИИГМИ-МЦЦ. Сер. Метеорология, 1984. Вып. 1, -56 с.
- Гашков, С. Б. Арифметика. Алгоритмы. Сложность вычислений / С. Б. Гашков, В. Н. Чубариков. -М.: Высш. шк., 2000. -320 с.
- Генихович, Е. JL О возможности прогноза загрязнения городского воздуха методом распознавания образов / Е. JI. Генихович, В. А. Гущин, Л. Р. Сонькин // Труды ГГО, 1983. Вып. 293.
- Годунов, С. К. и др. Численное решение многомерных задач газовойдинамики. / С. К. Годунов и др. -М.: Наука, 1976.
- ГОСТ 24 525. 4−80. Управление охраной окружающей среды. Основныеположения. -М.: Из-во стандартов, 1983.
- Гуревич, Н. А. Повышение эффективности процесса термическогообезвреживания газовых выбросов: Автореф. дис. / Н. А. Гуревич- Киев, 1975.-20 с.
- Данилова-Данильяну, В. И. Экологические проблемы: что происходит, кто виноват и что делать? / В. И. Данилова-Данильяну М.: МНПЭУ, 1997.-332 с.
- Джордж, А. Численное решение больших систем уравнений / А. Джордж, Дж. Лю -М.: Мир, 1984.
- Дмитриев, М. Т. Механизм фотохимического загрязнения атмосферыгородов / М. Т. Дмитриев, Н. А. Китросский, В. А. Попов -М.: Гидро-метеоиздат, 1971. С. 295−309.
- Дубнов, П. Ю. Обработка статистической информации с помощьюSPSS / П. Ю. Дубнов. -М.: НТ-Пресс, 2004. 221 с.
- Дунаев, С. Доступ к базам данных и техника работы в сети. Практические приемы современного программирования / С. Дунаев -М.: Диалог-МИФИ, 1999.-416 с.
- Замай, С. С. Модели оценки и прогноза загрязнения атмосферы промышленными выбросами в информационно-аналитической системе природоохранных служб крупного города / С. С. Замай, О. Э. Якубай-лик. -Красноярск, 1998.
- Климатические характеристики условий распространения примесей ватмосфере. Справочное пособие. Под редакцией Э. Ю. Безгуловой и М. Е. Берлянда. -Л.: Гидрометеоиздат, 1963.
- Клюев, Р. П. Отечественные средства комплексного автоматизированного наблюдения и контроля загрязнений атмосферного воздуха / Р. П. Клюев, В. С. Матвеев, В. А. Седаков // Экспресс-информ. -М.: ЦНИИТЭИ приборостроение, 1980.
- Козловский, А. С., Неуважаев Д. В. Коэффициент гетерогенности в зоне турбулентного перемешивания // А. С. Козловский, Д. В. Неуважаев http://www.vniitf.ru/rig/konfer/5zst/Section6/6−21 .pdf
- Кондратьев, В. Я. Космическая дистанционная индикация малых газовых и аэрозольных компонент в атмосфере / В. Я. Кондратьев, А. А. Григорьев, А. Г. Покровский и др. Л.: ЛГУ, 1974.
- Комплекс математических моделей процессов изменения природнойсреды в результате антропогенных воздействий / рукопись, 1989. -146 с.
- Кричак, С. О. Неадиабатическая модель атмосферы по полным уравнениям для прогноза метеорологических элементов над Европой. / С. О. Кричак // Метеорология и гидрология. 1981. № 7.
- Красовский, А. А. Фазовое пространство и статистическая теория динамических систем / А. А. Красовский -М.: Наука, 1974. 232 с.
- Кренке, Д. Теория и практика построения баз данных / Д. Кренке. -СПб.: Питер, 2003. -800 с.
- Кузнецов, И. Е. Защита атмосферного воздуха от загрязнения. Симферополь/И. Е. Кузнецов. Таврия, 1973. 124 с.
- Ландсберг, Г. Климат города / Г. Ландсберг. -Л.: Гидрометеоиздат, 1963.
- Лайхтман, Д. Л. Физика пограничного слоя атмосферы / Д. Л. Лайхт-ман. -Л.: Гидрометеоиздат, 1970. -341 с.
- Лапин, Ю. В. Статическая теория турбулентности /ЯО. В. Лапин http://aero.spbstu.ru/publ/lapin 1 .pdf
- Леман, M. М. Программы, жизненные циклы и законы эволюции программного обеспечения / M. М. Леман // ТИИЭР. -1980. Т. 68, № 9 ~ С. 26−45.
- Лойцянский, Л. Г. Механика жидкости и газа / Л. Г. Лойцянский. -М.: Наука, 1973. -847 с.
- Луканин, В. Н. Промышленно-транспортная экология / В. Н. Луканин, Ю. В. Трофименко. М: Высшая школа, 2001. 273 с.
- Марчук, Г. И Математическое моделирование в проблеме окружающей среды / Г. И Марчук. М.: Наука, 1982. — 320 с.
- Макконелл, Дж. Основы современных алгоритмов / Дж. Макконелл. -URSS Изд. 2, 2006. 368 с.
- Марчук, Г. И. Методы вычислительной математики / Г. И. Марчук. -Н.: Наука Сибирское отделение, 1973. 352 с.
- Марчук, Г. И. Математическое моделирование и охрана природы / Г. И. Марчук // Кибернетика, ноосфера и проблемы мира. -М.: Наука, 1986.
- Математические методы планирования эксперимента / Под ред. В. В. Пененко. Наука, Сибирское отделение. 256 с.
- Марченко, Г. С. Влияние азотосодержащих примесей топлива на содержание NOx в продуктах сгорания / Г. С. Марченко, А. В.
- Марковский, А. С. Кущ. Киев, Изд. О-ва «Знание», 1974. С. 6−7.Менжулин, Г. В. Об аэродинамических параметрах растительного покрова /Г. В. Менжулин //-Труды ГГО, 1972. Вып. 282, -С. 133−143.
- Методы расчета турбулентных течений. -М.: Мир, 1984.
- Методика расчета концентрации в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий ОНД-86 Л.: Госком-гидромет, 1987. — 95 с.
- Метеорология и атомная энергия -JL: Гидрометеоиздат, 1971. 648 с.
- Методические указания по прогнозу загрязнения воздуха в городах. -Л.: Гидрометеоиздат, 1979.
- Мушик, Э. Методы принятия технических решений / Э. Мушик, П. Мюллер пер. с нем. М.: Мир, 1990. -208 с.
- Неронова, Л. М. Схема краткосрочного прогноза метеорологических условий, способствующих загрязнению атмосферы / Л. М. Неронова, С. И. Пономаренко // Труды Гидрометценра СССР, вып. 220, 1980.
- Неронова, Л. М. Методика краткосрочного прогноза метеорологических условий, способствующих загрязнению атмосферы / Л. М. Неронова, Л. В. Тихомирова // Труды Гидрометценра СССР, вып. 268, 1985.
- Нижник, С. С. Определение концентраций окислов азота в дымовых газах / С. С. Нижник, Хоха В. В., Гридчина Е. С. // «Химическая технология», 1975.-№ 2, С. 47−50.
- Новиков, Ф. А. Дискретная математика для программистов. / Ф. А. Новиков. -СПб.: Питер, 2001.-304 с.
- Новиков, Ю. В. Экология, окружающая среда и человек / М.: ФАИР-Пресс, 1999.-320 с.
- Оганесян, В. В. Программа совместного дискриминантного анализа и регрессионного анализа с просеиванием. Аннотированный перечень новых поступлений в ОФАП Госкомгидромета / В. В. Оганесян. Обнинск, 1988.
- Оганесян, В.В. Схема оперативного краткосрочного прогноза температуры и осадков по статистическим моделям / В. В. Оганесян, А. И. Снитковский // Метеорология и гидрология. 1987. № 3.
- Пациорковская, В. В. SPSS для социологов / В. В. Пациорковская, В.B. Пациорковский. -М.: ИСЭПН РАН, 2005, 433 с.
- Пантелеев, A.B. Обыкновенные дифференциальные уравнения в примерах и задачах / A.B. Пантелеев, A.C. Якимова, A.B. Босов. М.: Высшая школа, 2001. 376 с.
- Парцеф, Д. П. Влияние атмосферных загрязнений на состояние органов дыхания человека / Д. П. Парцеф Гигиена и санитария, 1972. № 8,C. 92−93.
- Пененко, В. В. Модели и методы для задач охраны окружающей среды / В. В. Пененко, А. Е. Алоян -Новосибирск: Наука, 1985. 253 с.
- Пененко, В. В. Методы численного моделирования атмосферных процессов / В. В. Пененко. Наука, Сибирское отделение, 350 с.
- Пегов, С.Н. Комплексная оценка состояния окружающей среды / С. Н. Пегов, Ю. А. Растопшин. -М.: Наука, 1981.
- Петалин, Н. И. Термодинамическая неустойчивость атмосферы. Труды Гидрометцентра СССР / Н. И. Петалин. 1980. Вып. 220.
- Перегуд, Е. А. Химический анализ воздуха промышленных предприятий / Е. А. Перегуд, Е. В. Гернет. -М.: Химия, 1970. 440 с.
- Попов, А. М. Об особенностях атмосферной диффузии над неоднородной подстилающей поверхностью / А. М. Попов // Изв. АН СССЗ. ФАО, 1974. № 12, -С. 1309−1312.
- Потапов, А. Д. Экология / А. Д. Потапов М.: Высшая школа, 2000.254 с.
- РД 52.0478−68. Методические указания по прогнозу загрязнения воздуха в городах с учетом метеорологических условий, 1986
- Роуч, П. Вычислительная гидродинамика / П. Роуч. М.: Наука, 1974.- 232 с.
- Робинсон, Е. Механизм рассеивания загрязнителей в атмосфере / Е Робинсон. -М.: Недра, 1971. С. 12−14.
- Руководство по краткосрочным прогнозам погоды. Часть 1,2. -Гидрометеоиздат, 1986.
- Руководство по контролю загрязнения атмосферы. -Л.: Гидрометеоиздат, 1979.
- Сайт администрации города Сургута www.admhmao.ru
- Самарский, А. А. Методы решения сеточных уравнений / А. А. Самарский, Е. С. Николаев. -М.: Наука, 1978.
- Самарский, A.A. Численные методы решения задач конвекции-диффузии / A.A. Самарский, П. Н. Вабищевич. -URSS Изд. 3, 2004. -248 с.
- Сигал, И. Я. Защита воздушного бассейна при сжигании топлива / И. Я. Сигал. Л.: Недра, 1977. — 294 с.
- Сигал, И. Я. О чистоте дымовых газов, котлов на газовом топливе / И. Я. Сигал // Энергетика и электрификация. -1968. — № 6. -С. 12−15.
- Самарский, А. А. Разностные схемы газовой динамики / А. А. Самарский, Ю. П. Попов. М.: Наука, 1975.
- Инструктивно-методические рекомендации по гигиенической оценке степени загрязнения атмосферного воздуха. Нормативный документ МЗ России от 21 декабря 1987 г.
- Инструктивно-методические рекомендации по гигиенической оценке степени загрязнения атмосферного воздуха. Нормативный документ МЗ России от 21 декабря 1987 г.
- Сигал, И. Я. Горение газа в котлах и атмосфере городов / И. Я. Сигал // Газовая промышленность. — 1969. — № 2, -С. 30−35.
- Тихомирова, JI. В. Статический метод краткосрочного прогноза метеорологических условий, способствующих загрязнению атмосферы / JI. В. Тихомирова, Н. И. Латанова, О. JI. Зуйкова, Н. И. Серебрянник Труды Гидрометцентра СССР, 1985. Вып. 268.
- Тюрин Ю. Н. Анализ данных на компьютере / Ю. Н. Тюрин, А. А. Макаров. -М.: Инфра-М., 2003 -350 с.
- Уманов, С. А. Экологическое состояние территории России / С. А. Уманов, Я. Г. Кац. М.: Академия, 2001.- 128 с.
- Федоренко, Р. П. Введение в вычислительную физику: Учеб. Пособие: Для вузов / Р. П. Федоренко. М.: Изд-во Моск. Физ.-техн. Ин-та, 1994.-528 с.
- Ширяев, В. И. Исследование операций и численные методы оптимизации / В. И. Ширяев -URSS, 2006. 216 с.
- Шрик, А. А. Структурное проектирование надежных программ встроенных ЭВМ / А. А. Шрик, П. Г. Осовецкий, И. Г. Мессих. -JL: Машиностроение, 1989.-296 с.
- Шестопалов, А. В. Показатели оценки уровня жизни: сравнительный анализ / А. В. Шестопалов, Б. Н. Епифанцев, М. Ю. Разумовский // Сб. трудов Второй всероссийской конференции «Естественные науки в военном деле». Омск, 2001. — С. 12−13
- Шестопалов, А. В. Оценка уровня жизни населения в условиях роста теневой экономики / А. В. Шестопалов, Б. Н. Епифанцев, // Омский науч. вестн. 2003. — № 6. — С. 167−168.
- Шестопалов, А. В. Модель распространения выбросов от источника / А. В. Шестопалов // Труды междун. форума по проблемам науки, техники и образования- Под ред. В. П. Савиных, В.В. Вишневского- В 3 т., 2−6 декабря 2002 г. М., 2002 Т. 3.- С. 69−70.
- Шестопалов, А. В. Анализ концентрации выбросов загрязняющих веществ в атмосфере. / А. В. Шестопалов // Экология промышлен-ного производства. 2005. -№ 2 — С. 12−15.
- Шестопалов, А. В. Стратегия подготовки данных для комплексного исследования атмосферных выбросов. / А. В. Шестопалов // Информационные технологии моделирования и управления. 2005. — № 3. — -С. 346−349.
- Шестопалов, А. В. Прогнозирование техногенного загрязнения атмосферы города / А. В. Шестопалов // Омский научный вестник -2006. -№ 6 (41).-С. 140−142