Закономерности распространения загрязняющих веществ в атмосфере

  Арсенин В.Я. Математическая физика. Основные уравнения и специальные функции. - М.: Наука, 1966. 368 с. Базаров И.П. Термодинамика. - М.: Высшая

Закономерности распространения загрязняющих веществ в атмосфере

Дипломная работа

Экология

Другие дипломы по предмету

Экология

Сдать работу со 100% гаранией

Оглавление

 

Основные обозначения

Введение

Глава I. Физическое описание распространения атмосферных примесей

1.1 Общие сведения о загрязнении атмосферы городов автотранспортом

1.2 Основные факторы, влияющие на распространение загрязняющих веществ

1.3 Закономерности распространения загрязняющих веществ в атмосфере. Особенности атмосферной циркуляции

.4 Влияние ветра на распространение загрязняющих веществ

.5 Гауссова модель распространения примеси для различных источников загрязнения

.6 Численное решение гауссовой модели рассеяния примеси в атмосфере

.7 Выведение загрязняющих веществ из атмосферы с осадками

.8 Сухое выпадение загрязнений на подстилающую поверхность

1.9 Количественная оценка выбросов вредных веществ автомобильным транспортом

.10 Уточненная постановка задачи исследования

Глава II. Исследование динамики загрязнений в г. Кисловодск

.1 Эколого-ландшафтное описание г. Кисловодск

.2 Конкретизация гауссовой модели для линейного непрерывного источника загрязнения (автотрассы)

.3 Численное решение конкретизированной модели Гаусса в случае линейного источника загрязнения

.4 Анализ динамики загрязнения воздушной среды в городе Кисловодске за период с 2002 по 2006 годы

Заключение

Используемая литература

Основные обозначения

 

- скорость течения жидкости или газа,

- характерный масштаб длин

- кинематический коэффициент молекулярной вязкости

g - ускорение свободного падения

- температура (жидкости, газа) в К

- сухоадиабатический градиент

- вертикальный градиент скорости ветра

q (t,x,y,z)- функция, характеризующая значения концентрации примеси в точке в момент времени t.

- координаты источника примеси;

Q - мощность источника

- средние квадратичные отклонения частиц примеси в момент времени t соответственно вдоль координатных осей OX, OY, OZ

Vx - коэффициент, характеризующий скорость ветра;

h - высота приземного слоя.

- абсциссы начала и конца источника соответственно;

и - ординаты начала и конца источника соответственно;

и - аппликаты начала и конца источника соответственно.

Е+ - трехмерное евклидово пространство

Kx, Ky, Kz - коэффициенты турбулентной диффузии вдоль осей OX, OY, OZ

K0 - значение коэффициентов диффузии примеси вдоль осей OX и OY при z=1

K1 - значение коэффициента диффузии примеси вдоль вдоль оси OZ при z=1

N- количество автомобилей

М - знать массу топлива одного автомобиля при прохождении 1 км трассы

- плотность топлива

- объем расходуемого топлива при прохождении

 

Введение

 

Проблемы атмосферных загрязнений стали особо актуальными с середины 20 века в связи с ростом промышленного потенциала и транспорта. В частности, широко обсуждаются вопросы парникового эффекта, выбросов вредных веществ и т.д. Эти проблемы также обсуждаются на правительственном уровне, подтверждением чего является подписание Киотского протокола.

Проблемы атмосферных загрязнений затронули и курортные города, одним из которых является Кисловодск. В связи с тем, что промышленные предприятия вынесены за городскую черту, основным источником загрязнений здесь является автомобильный (преимущественно) и железнодорожный транспорт [1].

Физическая сторона рассматриваемой проблемы связана с анализом эмиссии распространения и поглощения загрязняющих веществ. Большая теоретическая работа в этом направлении была проведена Берляндом. В его монографии [3] построены основные модели распространения загрязняющих веществ от точечных, линейных и площадных источников как непрерывного, так и мгновенного действия. Работы по распространению загрязнений также проводятся и в Ставропольском госуниверситете [17], [24].

Однако построенные указанными исследователями модели имеют общий характер и требуют уточнения применительно к конкретным условиям. Кроме того, возникает необходимость апробации данных моделей на основе известных данных экологических и метеорологических наблюдений в г. Кисловодск.

Целью дипломной работы является численное моделирование и статистический анализ динамики загрязненности атмосферы в г. Кисловодск при наличии линейного источника загрязнения.

Задачами дипломной работы являются:

  • анализ известных физических и математических моделей эмиссии, распространения и поглощения загрязняющих веществ в атмосфере;
  • конкретизация гауссовой модели распространения загрязнений от линейного источника непрерывного действия (автотрассы);
  • численное исследование конкретизированной модели;
  • статистическая обработка известных данных наблюдений загрязнения атмосферы в г. Кисловодск за 2002-2006 годы и выявление корреляционной связи с основными физическими параметрами атмосферы;
  • апробация результатов численного моделирования на основе имеющихся данных наблюдений.

В соответствии с перечисленными целью и задачами исследования предложена следующая структура дипломной работы.

Первая глава работы носит теоретический характер и посвящена физическому анализу эмиссии и распространения загрязняющих веществ в атмосфере. Особое внимание уделено линейным источникам загрязнения. Рассмотрено влияние на распространение атмосферных загрязнений ветра, влажности, количества выпавших осадков, температуры воздуха, атмосферного давления. Также рассмотрено выведение атмосферных примесей за счет осадков сухого выпадения. Кроме того, рассмотрены основные виды загрязнений, их количество и состав. В конце первой главы уточнена постановка задач исследования.

Вторая глава носит практический характер и посвящена уточнению гауссовой модели распространения примеси от линейного источника загрязнения и численному исследованию этой модели. Кроме того, здесь приведены результаты статистического анализа динамики загрязнения воздушной среды в «верхней части» города и в центре города за период с 2001 по 2006 гг.

эмиссия загрязняющий атмосфера циркуляция

Глава I. Физическое описание распространения атмосферных примесей

 

.1 Общие сведения о загрязнении атмосферы городов автотранспортом (линейный источник загрязнения)

 

Источники загрязнения различаются по мощности выбросов (мощные, крупные и мелкие), по высоте выбросов (низкие, средние, высокие), по температуре отходящих газов (нагретые, холодные).[13]

Под низкими источниками понимают такие, в которых выброс осуществляется на высоте ниже 50 метров, под высокими - выше 50 метров; нагретыми условно называют выбросы, температура которых выше 50º С, при более низкой температуре выброс считается холодным.

Источники загрязнения атмосферы классифицируются:

по назначению

а) Технологические, содержащие хвостовые газы после улавливания на установках продувки аппаратов, воздухозаборников и.т.д. Для них характерны высокие концентрации вредных веществ и малые объемы удаляемого воздуха.

б) Вентиляционные - местные отсосы от оборудования и обще обменная вытяжка.

по месторасположению.

а) Незатененные (высокие) потоки. К ним относят высокие трубы и точечные источники, удаляющие загрязнение на высоту, превышающую высоту здания в 2,5 раза.

б) Затененные (низкие), расположенные на высоте в 2,5 раза меньше высоты здания.

в) Наземные, находящиеся вблизи земной поверхности. К ним относятся, открыто расположенное технологическое оборудование, колодцы производственной канализации, промывные токсичные вещества, разбросанные отходы производства.

по геометрической форме

а) Точечные - трубы, шахты, аэрационные фонари и.т.д.

б) Линейные - близко расположенные вытяжные шкафы и факелы.

в) Площадные - промплощадки, города, поля с внесенными ядохимикатами.

по режиму работы.

а) Непрерывного или периодического действия.

б) Залповые и мгновенные. В случае залповых выбросов за короткий промежуток времени в атмосферу поступают объёмы выбросов с большой концентрацией загрязняющих веществ. Залповые выбросы производятся при авариях, при сжигании быстрогорящих отходов на площадках утилизации.

При мгновенных выбросах загрязняющие вещества выделяются за доли секунд и иногда на достаточно высокие расстояния. Они происходят при взрывных работах и аварийных ситуациях.[13]

На распределение загрязняющих веществ в атмосфере города влияют множество факторов. При постоянных параметрах выбросов уровень загрязнения атмосферы существенно зависит от климатических условий, характерных для данной территории, к ним относятся: направление и скорость ветра, условия переноса и распространения примесей, интенсивность солнечной радиации, количество и продолжительность атмосферных осадков.[16]

Влияние метеоусловий вблизи источника загрязнения проявляется по-разному. При нагретых или холодных выбросах из высоких и низких труб концентрации примесей в приземном слое атмосферы под факелом дымовых и вентиляционных труб на разных расстояниях от источника распределяются следующим образом: вблизи источника при отсутствии низких и неорганизованных выбросов концентрация примесей мала, она увеличивается и достигает максимума на некотором расстоянии от трубы. Максимум и характер концентраций с расстоянием зависит от мощности выброса, высоты трубы, температуры отходящих газов и скорости выбросов, а также от метеоусловий. Чем выше источник выброса, тем больше рассеивается выброс, прежде чем он достигнет подстилающей поверхности.[18] Наибольшие значения концентраций достигается на расстоянии 10-40м высот труб. На промышленных площадках загрязнение приземного слоя воздуха может быть повышенным за счет

Похожие работы

1 2 3 4 5 > >>