Modelowanie matematyczne rozprzestrzeniania się w atmosferze gazów cięższych od powietrza z uwzględnieniem przeszkód terenowych, AZ#5716E9C9EB/DL-ebwm/pdf (Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej)

Celem pracy było opracowanie parametrycznego modelu rozprzestrzeniania się w atmosferze gazów cięższych od powietrza o nazwie HGDM, który uwzględnia obecność przeszkód terenowych, zrealizowanie jego implementacji komputerowej, a także przeprowadzenie oceny jakości modelu.

Jest to pierwszy tego typu model opracowany w Polsce, ponieważ skonstruowany w kraju model UMDSAOS (Borysiewicz i in., 2000; Gałkowski, 2006) dotyczy rozprzestrzeniania się gazów cięższych od powietrza wyłącznie nad terenem płaskim.

Przedstawiony na wstępie monografi i przegląd stanu wiedzy z zakresu badań doświadczalnych nad rozprzestrzenianiem się w atmosferze gazów cięższych od powietrza i modelowania matematycznego tego procesu uzupełnia brak tego typu opracowań w polskim piśmiennictwie.

W koncepcji modelu użyto prace wielu badaczy opublikowane w lubianej literaturze światowej. W zakresie rozwiązań szczegółowych przyjętych poprzez autorkę, model HGDM stanowi oryginalną całość. W szczególności na uwagę zasługują dwa prekursorskie komponenty produkowanej pracy.

Pierwszym z nich jest modyfi kacja, opracowanej poprzez Webbera i in. (1995), metody właściwościzacji wpływu przeszkód terenowych na rozprzestrzenianie się w atmosferze gazów cięższych od powietrza. Metoda ta dotyczy przeszkód litych.

W pracy rozszerzono ją też dla przeszkód porowatych, takich jak szpalery drzew lub przewody rurowe umieszczone na stojakach. Drugi nowy składnik to uwzględnienie alternatywnego sposobu opisu cyklu mieszania się smugi skażeń z otaczającym powietrzem przy wykorzystaniu metod opracowanych przez Briggsa i in.

(2001) i Nowickiego (1976). Metoda Briggsa i in. (2001), dotycząca atrybutyzacji wciągania masy powietrza poprzez górną powierzchnię smugi skażeń jednocześnie na etapie, gdy smuga ma gęstość większą od gęstości powietrza, jak i na etapie, gdy gęstość smugi staje się porównywalna z gęstością powietrza, należy do nowszych metod i była wdrożona jedynie w modelu HEGADAS3+.

Metoda Nowickiego (1976), dotycząca atrybutyzacji mieszania się smugi zanieczyszczeń z otaczającym powietrzem przez powierzchnie boczne smugi na etapie, gdy smuga gazów ma gęstość porównywalną z gęstością powietrza, nie była jak dotąd wykorzystywana w modelach rozprzestrzeniania się w atmosferze gazów cięższych od powietrza.

Model HGDM wykorzystano do pokazania, jak wysokość, szerokość i stopień przepuszczalności przeszkody wpływają na rozcieńczanie smugi zanieczyszczeń. Ocenę jakości modelu HGDM przeprowadzono, wzorując się na protokole opracowanym w toku realizacji międzynarodowego projektu SMEDIS.

Jest to pierwsze wykorzystanie metodyki SMEDIS w Polsce. Ocenę statystyczną modelu HGDM zrealizowano, porównując wyniki obliczeń otrzymane przy wykorzystaniu modelu z danymi pomierzonymi podczas badań prowadzonych w znacznej skali w terenie, zestawionymi w specjalistycznych, komputerowych bazach MDA i SMEDIS.

Praca kończy się porównaniem trzech metod parametryzacji wpływu przeszkód terenowych na rozprzestrzenianie się gazów cięższych od powietrza, wdrożonych w modelu HGDM. Dwie z nich pozostały opracowane poprzez Cleavera i in.

(1995)oraz Webbera i in. (1995), a trzecia powstała przez zwiększenie poprzez autorkę metody Webbera i in.(1995). Wnioskowanie, czy istnieją statystycznie pokaźne różnice w wynikach modelowania przy używaniu trzech przeróżnych metod cechyzacji przeprowadzono, wykorzystując program BOOT opracowany poprzez Hannę i in.

(1993). Prezentowana metodyka ilościowej oceny skutków środowiskowych w sytuacjach awaryjnych, ciągłych w czasie uwolnień do atmosfery gazów cięższych od powietrza z powierzchniowego, przyziemnego źródła emisji, zdaniem autorki, może znaleźć poręczne użycia.

Stanowi potencjalne narzędzie do wykorzystywania w procedurach dotyczących: ocen oddziaływania na środowisko, analiz bezpieczeństwa, planowania operacyjno-ratowniczego i sprawnego zagospodarowania przestrzennego.

Dla realizacji symulacji z zastosowaniem modelu HGDM wszystkie dane wejściowe sąprzystępne, w szczególności dane meteorologiczne mogą być pozyskane z rutynowych pomiarów prowadzonych Polsce. Czas obliczeń jest bezsprzecznie krótszy w porównaniu z czasem obliczeń koniecznym przy używaniu bardziej złożonych modeli matematycznych, tak więc symulacje z użyciem modelu HGDM mogą być realizowane w czasie rzeczywistym.