Численное решение конкретизированной модели Гаусса в случае линейного источника загрязнения

При решении этой модели используются данные, часть из которых получена в результате наблюдений.

Участок пространства, в котором рассматривается изменение концентрации, имеет форму прямоугольного параллелепипеда с длинами ребер 30 км, 30 км, 1 км вдоль осей ОХ, ОУ, OZ соответственно. Диффузия примеси происходит вдоль осей OX и OY.

Рассматриваем модель Гаусса для линейного источника загрязнения. ((5) пн. 1.5), используя ((13)-(14) пн. 1.6)

Накладываем граничное условие:

Где а=0 и b=100. Рассмотрим как меняется мощность с расстоянием от 0 до до 100м от источника.

Расход топлива предполагается: для легковых автомобилей - , для «Газелей» - , для автобусов и грузовых машин - .

км трассы в течение часа - 1 час пересекло автомобилей = 3756 из них: N1=3105 - легковые, N2=572 - «Газель», N3=53 - автобусы, N4=26 - грузовые. Используя формулу (1, пн. 2.2)

, ,

Используя формулы ((2)-(5) пн. 2.2) найдем мощность выбросов в час автомобилей, «Газелей», автобусов, грузовых машин.

, ,

.

Общая производительность источника: .

Рассмотрим как меняется концентрация примеси с расстоянием, скоростью и направлением ветра

Рисунок 1.Изменение значения концентрации с течением времени и расстоянием.

Рисунок 2.

На рисунках приведены зависимости значения концентрации примеси от расстояния до источника, скорости ветра, времени.

Нетрудно увидеть, что концентрация близка к нулю в первоначальный момент времени. Это связано с тем, что в этой части пространства загрязняющие вещества еще не достигли поверхности почвы, в то время как с увеличением расстояния от источника уровень загрязнения достигает максимального значения, а затем постепенно уменьшается при дальнейшем увеличении расстояния. Максимальная концентрация загрязнения достигается на расстоянии от источника равного 10 м.

Расстояние, на котором регистрируется максимальная концентрация загрязнения в приземном воздухе, зависит и от условий турбулентного обмена в атмосфере. На размывание (рассеяние) выброса загрязнения воздействует турбулентность воздуха.

Скорость ветра в значительной мере влияет на значения стандартных отклонений . Скорость ветра связана со структурой турбулентности в атмосферном воздухе и определяет количество воздуха, которое разбавляет загрязняющие вещества в выбросе при действии процессов турбулентного обмена.

Из графиков видно, что накоплению вредных примесей в приземном слое атмосферы способствует слабый (V= 0-3 м/с) ветер. С увеличением скорости до 10 м/с концентрация примеси значительно уменьшается.

Интересное по теме

Озоносфера и ее значение в функционировании климатической системы
Целью работы является описание озоносферы - важнейшей составной части атмосферы, влияющей на климат и защищающей все живое на Земле от жесткого ультрафиолетового излучения Солнца, ...

Эколого-экономические проблемы регионального развития
Проблема взаимодействия человека с природой - проблема вечная и одновременно современная. Ведь человечество связано с природным окружением своим происхождением, существованием и бу ...

Виды нарушений природоохранного законодательства РК в области экологической экспертизы
Виды: нарушение установленного обязательного порядка проведения государственной экологической экспертизы; фальсификация результатов проведенной экологической экспертизы; нарушени ...

Актуальные вопросы социальной экологии
1. Где и когда состоялась 1 конференция ООН по окружающей среде? . Какие разногласия между развитыми и развивающимися странами выявились на конференции ООН в Рио-де-Жанейро ...