Главная Коллекция "Revolution" Экология и охрана природы Исследование распространения активной примеси Енисейского ферросплавного завода в атмосфере г. Красноярска

Исследование распространения активной примеси Енисейского ферросплавного завода в атмосфере г. Красноярска

Анализ влияния ферросплавного завода на окружающую среду. Расчёт средних значений концентрации примеси, построение гауссовой модели рассеяния. Оценка рисков загрязнения атмосферы и метеорологических условий, способствующих накоплению загрязняющих веществ.

Рубрика Экология и охрана природы
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 29.04.2018
Размер файла 461,5 K
рефераты на заказ со скидкой

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://allbest.ru

Сибирский федеральный университет

УДК 519.8

Исследование распространения активной примеси Енисейского ферросплавного завода в атмосфере г. Красноярска

Белосохова А. В.,

Научный руководитель:

канд. физ.-мат. наук Распопов В.Е.

В связи с предстоящим строительством вблизи Красноярска Енисейского ферросплавного завода, возникает вопрос о влиянии выбросов этого завода на экологически значимую зону г. Красноярска и ближайших населённых пунктов. ферросплавный загрязнение атмосфера

Размещение Енисейского ферросплавного завода предполагается на территории бывшего ООО «Завод тяжёлого машиностроения» в Емельяновском районе на расстоянии 1,5 км от пос. Придорожный, 3,5 км от д. Старцево, 5 км от с.Шуваево и порядка 10 км от г. Красноярска.

Предполагаемое воздействие на окружающую среду Енисейского ферросплавного завода: выбросы загрязняющих веществ (далее - ЗВ) в атмосферный воздух от предприятия составят 4207 т/год по 37 ингредиентам, в том числе:

ЗВ 1 класса опасности: свинец и его неорганические соединения - 0,00004 т/год;

ЗВ 2 класса опасности: марганец и его соединения - 184,7 т/год, оксид кальция - 26,4 т/год, триоксид диАллюминия - 11,5 т/год;

ЗВ 3 класса опасности: серы диоксид - 2695,0 т/год, азота диоксид 344,3 т/год, пыль неорганическая - 83,8 т/год, азота оксид - 9,3 т/год, сажа - 8,1 т/год, оксид магния - 6,4 т/год;

ЗВ 4 класса опасности - оксид углерода - 815,7 т/год.

В работе с помощью двух математических моделей численно исследуется распространение агрегированной примеси в атмосфере.

Пусть - функция значения, которой в момент времени в точке трёхмерного евклидова пространства совпадают со значениями концентрации некоторого вещества (примеси) в этой точке.

Сначала для расчёта средних значений концентрации примеси в экологически значимой зоне в работе применяется гауссова модель распространения примеси (или модель Сеттона).

Согласно этой модели, изменения концентрации примеси от непрерывного точечного источника примеси подчиняется нормальному закону распределения:

где - концентрация вещества, - координаты источника примеси; Q - коэффициент, характеризующий мощность источника примеси; Vx - коэффициент, характеризующий скорость ветра; - средние квадратичные отклонения частиц примеси в момент времени t соответственно вдоль координатных осей OX, OY, OZ:

здесь - коэффициенты турбулентной диффузии вдоль координатных осей OX, OY, OZ; h - высота приземного слоя.

Для проведения численных расчетов по формуле (1), покрываем расчётную область равномерной сеткой с шагами вдоль осей OX, OY, OZ соответственно.

Средние квадратичные отклонения частиц примеси в момент времени t вдоль координатных осей OX, OY, OZ пользуясь формулами (2) можно записать в виде:

где - коэффициент, характеризующий скорость ветра при z=1.

Определив по формулам (3), (4) во всех узлах сетки вспомогательные параметры , аппроксимируем интеграл суммой:

, (5)

где , где ;

, где - время действия соответствующего источника, - шаг дискретизации по времени, .

Для реализации гауссовой модели рассеяния примеси в атмосфере была составлена компьютерная программа на языке C++. Полученные результаты расчётов представлены в виде таблиц, а также визуально отражены на карте г. Красноярска. Один из результатов расчётов представлен на следующем рисунке.

Рис. 1.Пример визуального представления расчетов

Заметим, что гауссова модель рассеяния примеси даёт результаты, хорошо согласующиеся с экспериментальными данными, но только для источников примеси, расположенных на небольшой высоте и действующих в течение небольшого промежутка времени. Поэтому наряду с приведённой моделью рассмотрена математическая модель, основанная на уравнении конвекции-диффузии.

(6)

с начальным и граничными условиями, где - вектор скорости частиц примеси;

- коэффициент, характеризующий химическую активность примеси;

- функция, характеризующая источник примеси.

Для численного решения уравнение (6) аппроксимируется схемой предиктор-корректор, которая имеет второй порядок аппроксимации по всем переменным и абсолютно устойчива.

Проведённые расчёты показывают, что велика вероятность формирования метеорологических условий, способствующих накоплению загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы после строительства ЕФЗ. В этих условиях возникает риск повышения загрязнения атмосферного воздуха в г. Красноярске и близлежащих населённых пунктах.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены