Migracja -pytania

1. Zastosowania praktyczne modelowania rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w powietrzu.

2. Czynniki determinujące rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń w powietrzu.

3. Sposób wyznaczania współczynnika aerodynamicznej szorstkości terenu.

4. Podstawowe typy modeli rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w powietrzu.

5. Ogólny sposób określania trajektorii i wyniesienia smugi oraz metodyka obliczeniowa stosowana w Polsce.

6. Założenia upraszczające i warunki brzegowe niezbędne do rozwiązania podstawowego równania różniczkowego dyfuzji w ruchomym ośrodku.

7. Definicja i interpretacja graficzna współczynników dyfuzji turbulencyjnej.

8. Metodyka obliczeń opadu pyłu.

9. Kryteria dotrzymania wartości odniesienia wg metodyki referencyjnej obliczeń poziomów substancji w powietrzu.

10. Warunki skróconego i pełnego zakresu obliczeń wg metodyki jw.

1. Zastosowania praktyczne modelowania rozprzestrzeniania zanieczyszczeń w powietrzu.

• ocena jakości powietrza

• dobór parametrów geometrycznych emitorów

• wyznaczenie emisji granicznej

• wyznaczenie zasięgu ponadnormatywnego oddziaływania

• wyznaczenie ilości i lokalizacji punktów pomiarowych

• prognoza przemieszczenia skażenia w przypadku nagłego uwolnienia

2. Czynniki determinujące rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń w powietrzu.

1. warunki techniczne emitora

• temperatura i skład gazów

• zawartość i postać wody w gazach

warunki meteorologiczne

• prędkość wiatru

• kierunek wiatru

• turbulencje atmosfery

• temperatura i wilgotność powietrza

• opady atmosferyczne

3. warunki topograficzne

• rzeźba terenu

• sposób pokrycia terenu

3. Sposób wyznaczania współczynnika aerodynamicznej szorstkości terenu.

• zaznaczenie emitorów na podkładzie geodezyjnym z naniesionymi rodzajami pokryć

• podział obszaru obliczeniowego wokół emitora na 12 stref róży wiatrów w promieniu 50 h max

• wyznaczenie przy pomocy planimetru powierzchni zajmowanej przez poszczególne typy pokrycia terenu i przyporządkowanie im wartości Z_o z tabeli

• obliczenie średniej wartości Zo , dla każdego sektora Z_{o śr} = Σ(F_n · Z_on)/F

• wybór najwyższej wartości Z_o spośród Z_{o śr}

• obliczenie średniej wartości Z_o dla obszaru obliczeniowego Z_o =
  

4. Podstawowe typy modeli rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w powietrzu.

• fizyczne:

Symulacje fizyczne, procesy w pomniejszonej skali w tunelach aerodynamicznych (w powietrznych lub wodnych) wykorzystujące analizę wymiarową i teorię podobieństwa. Służy do uściślania modeli matematycznych, planowania eksploatacji w skali rzeczywistej analiz nietypowych jednostkowych.

• matematyczne:

Symulacje wirtualne, wykorzystują matematyczny opis procesów fizycznych i chemicznych zachodzących w atmosferze, dane statystyczne lub zależności empiryczne służą do opracowania programów komputerowych.

5. Ogólny sposób określania trajektorii i wyniesienia smugi oraz metodyka

obliczeniowa stosowana w Polsce.

ogólna postać równań

∆h = K·U_h^-a ·Q^b

lub

∆h (x)= K · U_h^-a · Q^b · X^c

gdzie:

K - stała zależna od parametrów emitora warunków technicznych emitora zależy od stanu równowagi atmosfery

U_h - prędkość wiatru na poziomie wylotu z emitora

Q - emisja ciepła z emitora zależy od różnicy temperatur smugi i otoczenia

a, b, c - stałe

Wyniesienie jest odwrotnie proporcjonalne do prędkości wiatru i wprostproporcjonalne do emisji ciepła.

Wyniesienie gazów odlotowych ∆h oblicza się na podstawie następujących formuł:

formuła Hollanda

Gdy 0 ≤ Q ≤ 1600 kJ/s przy czym wyróżnia się następujące przypadki

∆h = ∆h_H = 0 dla V ≤ 0,5 U_h

∆h = ∆h_H =
dla V ≥ U_h

∆h = ∆h_H =
·
dla 0,5 U_h < U < U_h

formuła Concowe

Gdy Q > 24000 kJ/s

∆h = ∆h_H =


kombinacji formuł Hollanda i Concowe

Gdy 16000 < Q < 24000 kJ/s

∆h = ∆h_h ·
+ ∆h_c ·


Gdzie:

∆h_h - wyniesienie gazów odlotowych obliczone wg formuły Hollanda

∆h_c - wyniesienie gazów odlotowych obliczone wg formuły Coucowe

6. Założenia upraszczające i warunki brzegowe niezbędne do rozwiązania podstawowego równania różniczkowego dyfuzji w ruchomym ośrodku.

Warunki brzegowe

• dla Z → ∞ S → 0 - nieograniczona grubość warstwy mieszania

• Dla Z = 0
  = 0 brak pochłaniania zanieczyszczeń przez podłoże

• Źródło emisji jest punktowe znajduje się w punkcie x = y = 0 z = H

• Prędkość wiatru U ≥ 1 m/s

7. Definicja i interpretacja graficzna współczynników dyfuzji turbulencyjnej.

• Turbulencja atmosfery - pulsacyjne ruchy cząstek powietrza o nieustabilizowanym kierunku i prędkości, z wysokością, tarcia powietrza o podłoże i siły wyporu

• Współczynnik dyfuzji turbulencyjnej:

• Charakteryzuje turbulencyjną wymianę masy w atmosferze

• Przyjmuje wartości od 1 m²/s do 30 m²/s tj. 10⁵ - 10⁶ razy większy od współczynnika dyfuzji molekularnej

• Zależy od stanu równowagi atmosfer

8. Metodyka obliczeń opadu pyłu.

Mechanizmy wydzielania się pyłu na powierzchni terenu:

• grawitacyjny

• turbulencyjny (powodowany ruchami turbulencyjnymi mas powietrza)

• wymywanie przez opady atmosferyczne

Do obliczeń opadu pyłu stosuje się w Polsce wzór wg K. H. Krieba, wyprowadzony z gussowskiej formuły na stężenie, po wprowadzeniu poprawki uwzględniającej grawitacyjne opadanie.

Wzór Krieba:

strumień masy pyłu opada na pas powierzchni o szerokości dx i długości βx łuku sektora róży wiatrów o kącie β = 2П /r = 2П /12

opad pyłu

O_p =


9. Kryteria dotrzymania wartości odniesienia wg metodyki referencyjnej obliczeń poziomów substancji w powietrzu. ?

Tło

• dla substancji, dla których określone są dopuszczalne poziomy w powietrzu C₆H₆, NO₂, SO₂, Pb, O₃, pył zawieszony, PM 10, Co (Dz. U. 02.87.976). Tło stanowi aktualny stan jakości powietrza określony przez właściwy inspektorat ochrony środowiska jako stężenie uśrednione dla roku.

• dla pozostałych substancji tło uwzględnia się w wysokości 10% D_a

• tło opadu substancji pyłowej nie uwzględnia się przy obliczeniach poziomów substancji w powietrzu dla zakładów, z których substancje wprowadzone są do powietrza wyłącznie emitorem i wysokości ≥ 100 cm

• korekta dla źródeł istniejących

10. Warunki skróconego i pełnego zakresu obliczeń wg metodyki jw.

Zakres skrócony

• dla 1 emitora punktowego lub zastępczego, gdy S_mm ≤ 0,1 D₁

• dla zespołu emitorów gdy Σ S_mm ≤ 0,1 D₁

• kryterium opadu pyłu

Zakres pełny

W przypadku niespełnienia warunków zakresu skróconego

• obliczenie rozkładu stężeń S₁ i S_a sprawdzenie czy S₁ ≤ D₁ i S_a ≤ D₂

• gdy S₁ > D₁ sprawdzenie czy P(D₁) ≤ 0,2 lub 0,274% (ewentualnie obliczenie percentyla 99,8 lub 99,726)

• sprawdzenie czy O_p ≤ D_p

• obliczenie na poziomie zabudowy, gdy zabudowa jest wyższa niż porterowa jest w odległości < 10 h

---