CC BY
55
2. Волков В.Ю., Батышкина В.В., Башир Самаха Аббас. Виртуальная система мониторинга состояния атмосферного воздуха г. Новомосковска Тульской области // Датчики и системы. № 11. 2010. С. 46.
Волков Владислав Юрьевич, канд. техн. наук, доц., [email protected], Россия, Новомосковск, НИ (ф) РХТУ им. Д.И. Менделеева
Самаха Башир Аббас, аспирант, [email protected], Россия, Новомосковск, НИ (ф) РХТУ им. Д.И. Менделеева
A UTOMA TED SYSTEM FOR SUPPORT OF RESEARCH OF AIR POLL UTANT V. Yu. Volkov, Samacha Bashir Abbas
Developed a distributed automation system at the expense of uses of modern information technology can improve the efficiency of research distribution ofpollutants emitted by chemical-technological enterprises in the air of industrial region.
Key words: automated system, scientific research, chemical engineering, the concentration of pollutants, air, industrial region.
Volkov Vladislav Yurievich, candidate of technical science, docent, [email protected], Russia, Novomoskovsk, Federal State Educational Establishment of Higher Professional Education "D. Mendeleyev University of Chemical Technology of Russia", Novomoskovsk branch
Samacha Bashir Abbas, postgraduate student, bachir83 [email protected], Russia, Novomoskovsk, Federal State Educational Establishment of Higher Professional Education "D. Mendeleyev university of Chemical Technology of Russia", Novomoskovsk branch
УДК 681.3
ПРИМЕНЕНИЕ АСППИ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕННОГО ВОЗДУХА ПО ТЕРРИТОРИИ Г. НОВОМОСКОВСКА
В.Ю. Волков, Самаха Башир Аббас
С помощью разработанной АСППИ проведено исследование распространения загрязненного воздуха по жилой части промышленного кластера. Полученные результаты позволили определить оптимальное расположение стационарных измерительных постов и оптимальный маршрут передвижной измерительной станции.
Ключевые слова: автоматизированная система, научные исследования, химическая технология, концентрация загрязняющих веществ, атмосферный воздух, промышленный регион.
На территории МО «г. Новомосковск Тульской области» расположено большое количество предприятий, связанных в той или иной мере с химической промышленностью. Все эти предприятия и автотранспорт выбрасывают в атмосферу большое количество загрязняющих веществ. Исследование распространения загрязненных воздушных потоков по территории жилой зоны является актуальной задачей. Фактически концентрации загрязняющих веществ (ЗВ) могут быть измерены после поступлении жалоб населения на специфические запахи или стационарными постами наблюдений за атмосферой. Это касается значений концентрации превышающей ПДК. Однако многолетнее воздействие ЗВ с малыми концентрациями, лишь изредка превышающими ПДК, не менее важно, так как существуют данные [1], что они не менее опасны, чем кратковременные высокие значения концентраций ЗВ.
В соответствии с ранее разработанной методикой [2] были проведены исследования распространения потоков загрязненного воздуха с помощью разработанной автоматизированной системы поддержки проведения исследований (АСППИ) [2]. С помощью информации, хранимой в АСППИ, были определены возможные источники загрязнений из баз данных (БД) предприятий, а загрязняющие вещества - из БД загрязняющих веществ. После соответствующего анализа этой информации была выбрана из БД пакетов прикладных программ моделирования программа Comsol Multiphisics как наиболее подходящая указанным целям, а затем в соответствии с информацией из БД моделей распространения ЗВ выбрана уже в Comsol для моделирования турбулентная модель k-s Turbulence Model.
Проведение исследований распространения загрязненного воздуха в районе улицы Мира МО «г. Новомосковск Тульской области» обусловлено тем, что вдоль улицы могут перемещаться воздушные массы, которые поступают с севера со стороны ОАО "НАК «Азот»" и ООО «Проктер энд Гэмбл - Новомосковск». Кроме того, на улицу Мира выходит дорога, вдоль которой могут распространяться воздушные массы от г. Узловая.
Карта местности была получена из [3]. На ней хорошо видна улица Мира. По этой карте была построена в Comsol Multiphisics геометрия модели. Затем были заданы исходные данные для моделирования и построена расчетная сетка (Mesh) для модели для моделирования северного ветра с максимальной скоростью 1,5 м/с. Аналогично было проведено моделирование для северо-восточного (рис. 1), восточного (рис. 2) и западного (рис.3) ветра.
Рис. 1. Результаты моделирования (ветер северо-восточный)
Рис. 2. Результаты моделирования (ветер восточный)
Рис. 3. Результаты моделирования (ветер западный)
С учетом информации из БД АСППИ в результате проведенного исследования и анализа графиков распространения воздушных масс был сделан вывод о том, что оптимальным расположением стационарного поста измерения будет школа №5, расположенная на улице Мира, д.10.
Аналогично было проведено исследование распространения загрязненного воздуха в районе 19-го квартала. При моделировании при северном, западном ветре видно, что потоки загрязненного воздуха практически не доходят до поста.
Так как пост расположен вблизи проезжей части улицы Коммунистическая, то рядом с ним возможна повышенная концентрация ЗВ от автотранспорта, однако западнее левой границы рисунка расположены жилые здания (в том числе - высотные) и другие сооружения. Если проводить моделирование с их учетом, то картина существенно меняется [2]. Аналогично было проведено моделирование для других направлений ветра и получены сходные результаты.
Таким образом, для повышения достоверности результатов место расположения поста необходимо изменить. После анализа информации, хранящейся в БД АСППИ, с учетом проведенных исследований и моделирования можно сделать вывод о том, что оптимальное место расположения поста - школа №12, расположенная на улице Мира.
Аналогично были проведены исследования распространения потоков загрязненного воздуха по территории Залесного микрорайона, где стационарный пост измерения (ПНЗ) отсутствует. Исследования показали сходные результаты. После соответствующего анализа результатов моделирования, можно сделать вывод о том, что оптимальное место расположения поста - школа №23, расположенная практически в самом центре Залесного микрорайона.
Расположение постов в здании указанных школ будет максимально учитывать направление ветра со всех сторон, а так как школы подключены к Интернету, можно легко подключить стационарный посты к единой сети наблюдения АСК «Атмосфера» и организовать удаленный доступ к АСППИ. Также расположение постов в школах дает преимущество по организации охраны постов и их питания от сети 220 Вольт.
Таким образом, можно сделать вывод, что разработанная АСППИ повышает эффективность проведения исследований, их репрезентативность и т.п., а возможность публикования результатов исследований в Интернете на специализированном сайте АСППИ даст возможность работать с ними заинтересованным лицам удаленно.
В результате были определены новые, более оптимальные места расположения стационарных постов наблюдения [4].
После наложения изображений результатов моделирования друг на друга был разработан оптимальный маршрут движения передвижной лаборатории, измеряющей концентрации ЗВ в атмосфере (рис. 4).
Рис.4. Оптимальный маршрут движения передвижной лаборатории
На рис.4 отмечены точки наибольшей концентрации загрязненного воздуха на пересечениях воздушных потоков (обозначены как розовые точки) и показан маршрут передвижной лаборатории (обозначен розовой линией). Так же показаны действующие стационарные посты АСК «Атмосфера» (обозначены как красные точки), здание Роспотребнадзора (обозначено как жёлтая точка).
Таким образом, маршрут движения проходит от здания Роспотреб-надзора, расположенного по адресу ул. Свердлова 42, далее по ул. Ботаническая до дома 11, затем по ул. Донская до дома 177, затем по ул. Рудничная до дома 3а, затем по ул. Мира до дома 7, затем по ул. Гвардейская до дома 40 и заканчивается в исходной точке -ул. Свердлова 42.
Список литературы
1. Специфика объекта мониторинга в АСК «Атмосфера» г. Новомосковска /Самаха Башир Аббас [и др.] // Вестник межд. акад. сист. исследований (МАСИ). Информатика. Экология. Экономика. Т.12. Ч.2. 2010. C.16-20.
2. Автоматизированная система научных исследований распространения выбросов загрязняющих веществ в атмосферном воздухе /Самаха Башир Аббас [и др.] // Вестник межд. акад. сист. исследований (МАСИ). Информатика. Экология. Экономика. Т. 14. Ч.1. 2012. С. 202-206
3. Яндекс-карты: Россия, Тульская область, Новомосковск URL http://n.maps.yandex.ru/?ll=38.291486%2C54.020647&spn=0.176125%2C0.05 6911&z=13&l=map (дата обращения 01.08.2012).
4. Разработка автоматизированной системы научных исследований распространения выбросов в атмосферном воздухе промышленного региона /Самаха Башир Аббас [и др.] //Труды XIV Межд. конф. «Проблемы управления и моделирования в сложных системах». Самара, 2012. C. 286290.
Волков Владислав Юрьевич, канд. техн. наук, доц., [email protected], Россия, Новомосковск, НИ (ф) РХТУ им. Д.И. Менделеева
Самаха Башир Аббас, аспирант, hachir83 [email protected], Россия, Новомосковск, НИ (ф) РХТУ им. Д.И. Менделеева
USING ASSRP FOR MODELING AIR POLUTIONDISTRIBUTION IN NOVOMOSKOVSK AREA
V. Yu.Volkov, Samacha Bashir Ahhas
A study of air polution distribution in the residential part of the industrial area was conducted with the use of developed ASSRP. Obtained resuls allowed to determine optimal location for stationary measuring posts and the optimal route for mobile measuring station.
Key words: automated system, scientific research, chemical engineering, the concentration ofpollutants, air, industrial region, Automated Support System for Research Purposes (ASSRP).
Volkov Vladislav Yurievich, candidate of technical science, docent, [email protected], Russia, Novomoskovsk, Federal State Educational Establishment of Higher Professional Education "D. Mendeleyev University of Chemical Technology of Russia", Novomoskovsk branch
Samacha Bashir Abbas, postgraduate, [email protected], Russia, Novomoskovsk, Federal State Educational Establishment of Higher Professional Education "D. Mendeleyev University of Chemical Technology of Russia", Novomoskovsk branch
