Please use this identifier to cite or link to this item: http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/4853
Title: Прогноз уровня загрязнения атмосферного воздуха в зоне влияния городских автомагистралей
Other Titles: Прогнозування рівня забруднення атмосферного повітря в зоні впливу міських автомагістралей
The Predicted Level of Atmospheric Air Pollution in the City Area Affected by Highways
Authors: Беляев, Николай Николаевич
Біляєв, Микола Миколайович
Biliaiev, Mykola M.
Bielaev, Nikolai N.
Biliaev, Nikolai N.
Belyaev, Nikolai N.
Русакова, Татьяна Ивановна
Русакова, Тетяна Іванівна
Rusakova, Tetiana I.
Колесник, Валерий Евгеньевич
Колесник, Валерій Євгенійович
Kolesnik, Valerіy Ye.
Павличенко, Артем Владимирович
Павличенко, Артем Володимирович
Pavlichenko, Artem V.
Keywords: автотранспорт
магистраль
загрязнение воздуха
рассеивание выбросов
забруднення повітря
розсіювання викидів
motor transport
highway
air pollution
emission dispersion
КГВ
Issue Date: 2016
Publisher: Государственное высшее учебное заведение „Национальный горный университет“, Днепропетровск
Abstract: RU: Цель. Разработка методики оценки загрязнения атмосферного воздуха в зоне влияния городских автомагистралей, базирующейся на уравнениях отрывных течений невязкой жидкости, учитывающих специфику жилой застройки, а также закономерности химических превращений загрязняющих веществ. Методика. Прогноз уровня загрязнения атмосферного воздуха выбросами автотранспорта на улицах города основывается на совместном решении гидродинамической задачи по определению поля скорости ветрового потока в зоне городской автомагистрали и задачи по переносу примесей в атмосфере. Для определения поля скорости ветрового потока использовали метод отрывных вихревых течений идеальной несжимаемой жидкости. Закономерности переноса примесей в атмосфере устанавливали с помощью уравнения конвективно-диффузионного переноса примеси и ее химической трансформации в атмосфере. Прогноз концентраций загрязняющих веществ производился путем численного моделирования на прямоугольной разностной сетке с использованием метода маркирования расчетной области на основе попеременно-треугольной разностной схемы. Результаты. Разработанная методика позволяет оперативно прогнозировать уровни загрязнения атмосферного воздуха выбросами автотранспорта при расположении зданий и автомагистрали по типу „уличный каньон“ с учетом химических превращений загрязняющих веществ. Применение разработанной численной модели позволило на практике установить динамику содержания диоксида азота в воздухе у зданий, примыкающих к автомагистрали. Проведен сравнительный анализ изменения концентрации диоксида азота относительно его предельно допустимой концентрации в атмосфере и среднегодовых значений. Научная новизна. Разработана методика оценки уровней загрязнения атмосферного воздуха на разных расстояниях от автомагистрали, которая позволяет учитывать специфику химических превращений загрязняющих веществ в воздухе и влияние структуры жилой застройки на их рассеивание. Практическая значимость. Разработанная прогнозная методика может быть использована при планировании автомагистралей в новых районах городов или при реконструкции старых для проведения серий расчетов, требующих перебора различных вариантов расположения зданий и автомагистралей при определенных метеорологических условиях. Полученные закономерности распространения загрязняющих веществ на разных удалениях от автомагистрали рекомендуется применять для своевременного внедрения природоохранных мероприятий.
UK: Результати. Розроблена методика дозволяє оперативно прогнозувати рівні забруднення атмосферного повітря викидами автотранспорту при розташуванні будівель і автомагістралі за типом „вуличний каньйон“ з урахуванням хімічних перетворень забруднюючих речовин. Застосування розробленої чисельної моделі дозволило на практиці встановити динаміку вмісту діоксиду азоту в повітрі біля будинків, прилеглих до автомагістралі. Проведено порівняльний аналіз зміни концентрації діоксиду азоту відносно його гранично допустимої концентрації в атмосфері та середньорічних значень. Наукова новизна. Розроблена методика оцінки рівнів забруднення атмосферного повітря на різних відстанях від автомагістралі, що дозволяє враховувати специфіку хімічних перетворень забруднюючих речовин у повітрі та вплив структури житлової забудови на їх розсіювання. Практична значимість. Розроблена прогнозна методика може бути використана при плануванні автомагістралей у нових районах міст або при реконструкції старих для проведення серій розрахунків, що вимагають перебору різних варіантів розташування будівель і автомагістралей за певних метеорологічних умов. Отримані закономірності поширення забруднюючих речовин на різних відстанях від автомагістралі рекомендується застосовувати для своєчасного впровадження природоохоронних заходів.
EN: Purpose. The development of the methodology for atmospheric air pollution assessment in the zone affected by city highways, which is based on the equation of detached flow of inviscid fluid and considers the dwellings zone peculiarities as well as the natural laws of chemical transformations of air pollutants. Methodology. The predicted level of atmospheric air pollution in the city area located near highways and affected by automotive pollutants is reasoned by the joint solution of hydrodynamic equation of field of velocities for wind flow estimation in the highway area and the problem of admixture transfer in the atmosphere. To estimate the field of velocities for wind flow the method of incompressible frictionless vortex-type flow was applied. The natural laws of admixture transfer in the atmosphere were established by means of convection and diffusive transfer of admixture and its chemical transformation in the atmosphere. The predicted concentration of pollutants was estimated by means of numerical simulation on computational straight-line graticube using the method of labeling of rated operating conditions based on the alternating triangular difference scheme. Findings. The developed methodology enables efficient prediction of atmospheric air pollution levels by automotive pollutants in case of buildings and highway arrangement of street canyon type and considering the chemical transformations of pollutants. The application of the developed numerical model enabled the establishment of the nitrogen dioxide concentrations dynamics in the air near the buildings adjacent to the highway. The comparative analysis for nitrogen dioxide concentrations changes relative to its maximum permissible concentration in the atmosphere and its annual average was carried out. Originality. The methodology for atmospheric air pollution levels assessment at the different distances from a highway was developed. It allows considering the natural laws of chemical transformations of air pollutants as well as the effect of dwellings zone peculiarities on their dispersion. Practical value. The developed prognostic methodology can be used for the planning of highways in new city districts as well as for the calculations of old highways reconstruction requiring consideration of different types of buildings and highways arrangement under the definite meteorological conditions. The obtained laws of pollutants dispersion at the different distances from a highway should be considered for the timely adoption of the nature-conservative measures.
Description: Прогноз уровня загрязнения атмосферного воздуха в зоне влияния городских автомагистралей / Н. Н. Беляев, Т. И. Русакова, В. Е. Колесник, А. В. Павличенко // Наук. вісн. нац. гірничного ун-ту. — 2016. — № 1. — С. 90 — 97.
URI: http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/4853
Appears in Collections:Статті КГВ

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Biliaiev.pdf502,69 kBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.