Vstupní data do modelů, jejich dostupnost a spolehlivost

Vstupní data do modelů, jejich dostupnost a spolehlivostLenka JanatováČeský hydrometeorologický ústav, OME

Úvod

Rozptylové studie popisují pomocí výsledků modelových výpočtů míru ovlivnění kvality ovzduší jedním nebo více zdroji znečišťujících látek

Každý matematický model nějakým způsobem zjednodušuje skutečný stav a skutečné fyzikální pochody v atmosféře.

V důsledku toho jsou vypočtené hodnoty jen modelovým přiblížením ke skutečnosti.

Problémem co největšího přiblížení ke skutečnému stavu nejsou jen odborné problémy s modelováním procesů, ale také problémy se stanovováním vstupních dat potřebných pro výpočet a s přesností těchto dat.

Vstupní údaje pro výpočet

Emisní charakteristiky zdroje Charakteristika lokality Klimatické a meteorologické charakteristiky

území Lokalizace závodu a emisních zdrojů Imisní charakteristika lokality Metodika výpočtu (metoda výpočtu, typ modelu,

referenční body, imisní limity)

Emisní charakteristiky zdroje

Zdroje znečištění = všechny objekty, které v důsledku lidské činnosti dodávají do ovzduší znečišťující příměsi

Zdroje (dle konfigurace) bodové, liniové, plošné, objemovéZdroje kontinuální, okamžitý zdroj

Emisní charakteristiky zdroje

Bodové zdroje- zejména komíny a výduchy (rozměr je zanedbatelný oproti

vzdálenostem, ve kterých se počítá znečištění ovzduší.- ze spalovacích procesů a ostatní (technologie)

Pro výpočet je třeba znát:- polohu zdroje (souřadnice)- emisi dané znečišťující látky- údaje o komínu- údaje o spalinách- údaje o provozní době zdroje

Emisní charakteristiky zdroje

- polohu zdroje - souřadnice X, Y, – Gauss-Krüger (S42), Křovák (JSTK) -- nadmořská výška – jeden zdroj

- emisi dané znečišťující látky- zjišťujeme z koncentrace znečišťující látky ve spalinách

(měření)- přepočtem ze spotřeby paliva pomocí emisních faktorů - přepočtem dle emisních limitů dle Nařízení vlády č. 615/2006 Sb.

- údaje o komínu (výduchu)- souřadnice paty komína- výška koruny komína nad terénem- vnitřní průměr komína

Emisní charakteristiky zdroje

- údaje o spalinách objem spalin za normálních podmínek teplota spalin výstupní rychlost spalin

- údaje o provozní době zdroje roční využití maximálního výkonu počet hodin za den, kdy je zdroj v provozu

Emisní charakteristiky zdroje

Plošné zdroje- nejčastěji jsou takto aproximovány soustavy jednotlivých zdrojů

homogenně rozmístěné na větší ploše (parkoviště, komplexy budov s lokálním vytápěním, …)

Postup: plocha se rozdělí na dostatečný počet plošných elementů (čtvercových) a výsledné znečištění se vypočítá jako součet příspěvků od všech elementů

Pro výpočet je třeba znát:- polohu jeho středu zdroje (souřadnice a nadm. výšku)- emisi dané znečišťující látky z elementu [g.s-1]- rozměr elementu (délku strany čtverce)- údaje o provozní době zdroje- výška elementu (lokální topeniště = průměrná efektivní výška, tj.

střední výška budov + 10m)

Emisní charakteristiky zdroje

Emisní charakteristiky zdroje

Liniové zdrojeTéměř výhradně komunikace s automobilovým provozem

Základním předpokladem pro výpočet emisí z dopravy je existence spolehlivých emisních faktorů charakterizující produkci emisí škodlivin pro všechny základní kategorie silničních motorových vozidel různých emisních úrovní v závislosti na inženýrsko-dopravních informacích (rychlost jízdy, sklon vozovky), použité pohonné hmotě.

Dříve – různé emisní faktoryNyní – dle MŽP ČR pro posuzování a hodnocení vlivu liniových zdrojů

na znečišťování ovzduší jednotné emisní faktory pro motorová vozidla - program MEFA 02, nověji MEFA 06. Umožňuje výpočet pro široké spektrum znečišťujících látek.

Emisní charakteristiky zdroje

Pro výpočet je třeba znát:- souřadnice počátku a konce délkového elementu ve zvolené

souřadné síti- nadmořskou výšku počátku a konce elementu - šířku a výšku úseku silnice- emisi znečišťující látky [g.s-1.m-1]- délku elementu - průměrnou hustotu provozu jednotlivých typů vozidel

- osobní automobily- dodávky a lehké nákladní automobily- těžké nákladní automobily- autobusy

Emisní charakteristiky zdroje

Postup: komunikace se rozdělí na dostatečný počet délkových elementů a výsledné znečištění se vypočítá jako součet příspěvků od všech elementů

Při výpočtu emise je třeba zohlednit:- rychlost jízdy (5-130 km/h)

- výpočtový rok- kategorii vozidel- palivo (benzin, nafta, LPG)- emisní úroveň (od konvenční po EURO 4)- podélný sklon vozovky (od -10% do +10%)- plynulost dopravy

Charakteristika lokality

Geografická a topografická dataje třeba mít informace o profilu terénu ve sledované oblasti mezi zdrojem a referenčním bodem pokud možno s co nejmenším krokem.

Souřadnice a nadmořskou výšku vždy ze stejného zdroje

Klimatické a meteorologické charakteristiky území

Z meteorologických podmínek, které silně ovlivňují rozptyl znečišťujících látek v atmosféře, uvažujeme především stabilitu mezní vrstvy atmosféry a distribuce směru a rychlosti větru

Lokalizace závodu (lokalizace emisních zdrojů)

Jedná se o popis umístění emisního zdroje, jeho umístění v lokalitě vzhledem k obytným zónám, včetně souřadnic a nadmořské výšky

Imisní charakteristika lokality

Charakteristika, která nevstupuje přímo do výpočtu, ale která je velmi důležitá pro interpretaci výsledků a pro závěry rozptylové studie

Nejspolehlivější – kvalitní měření - dlouhodobé měření v místě budoucího zdroje – měření stávající (blízkost měření, klasifikace měřicího místa, umístění, charakteristické pro okolí, místní účelové měření

Imisní mapy ČHMÚ – pro látky s imisním limitem – pro celou ČR – dobré vodítko pro stanovení imisní charakteristiky lokality – http://portal.chmi.czhttp://portal.chmi.cz

Imisní charakteristika lokality

Imisní mapy ČHMÚSO2 – roční průměr, zimní průměr, 24hod. koncentrace

(4. max. hodnota) - EKO

PM10 – roční průměr, 24hod. koncentrace (max. 36. hodnota)

PM2,5 – roční průměr

NO2 – roční průměr

NOx – roční průměr EKO

AOT

BaP - roční průměr

benzen - roční průměr

arsén, kadmium - roční průměr

Metodika výpočtu

Metoda výpočtu, typ modelupopis pracovního postupu, metodiky; u závazné nebo referenční metodiky stačí její krátká charakteristika bez vzorců. U jiné metodiky musí být tento popis podrobnější, aby bylo možno provést porovnání se závaznou metodikou a odůvodnit, proč nebyla použitá závazná nebo referenční metodika.

Metodika výpočtu

Referenční bodyumístění referenčních bodů není zanedbatelné

přiměřeně velká výpočtová oblast - vliv zdroje patrný mimo výpočtovou oblast, nebo se naopak ztratí podrobnosti

pravidelná síť referenčních bodůpro konstrukci imisních map dostatečně hustá síť v přiměřeně velkém okolí emisního zdroje

Metodika výpočtu

nepravidelné rozmístění referenčních bodů

Pro interpretaci výsledků lze využít vybrané RB – vybraná místa v lokalitě snadno popsatelná a pojmenovatelná, pro lokalitu významná nebo známá (škola, školka, náměstí, nemocnice,..)

Velký důraz na výběr RB -podhodnocení, nadhodnocení výsledků

Pro výpočet je třeba znát souřadnice a nadmořské výšky referenčních bodů.

Referenční bod

popisVýška výpočtového místa nad terénem

1 Obytný dům č. 374, jižně od výrobní haly (VH), Měšice 1,5 m

2 Stavební parcela č. 104/15 jižně od VH, Měšice 1,5 m

3 Stav. parcela č. 104/8 východně od VH, Měšice 1,5 m

4 Obytný dům Revoluční 253, Měšice 1,5 m , 8 m

Metodika výpočtu

Imisní limityuvedení platných imisních limitů, popř. jiných doporučených

hodnot, se kterými se ve studii pracuje

Zdroj: Imisní limity (např. na stránkách ČHMÚ)

další doporučené hodnotyNapř. dokument SZÚ (Referenční koncentrace vydané SZÚ (v μg/m3) - (podle §45 zákona č. 86/2002 O ochraně ovzduší z 15. 4. 2003), ve znění následných právních úprav)

Dostupnost a spolehlivost vstupních dat Emisní charakteristika zdroje

- zadavatel RS, emisní stropyCharakteristika lokalityKlimatické a meteorologické charakteristiky území

- větrná růžice dělená dle tříd stability a rychlosti a směru větru – ČHMÚLokalizace emisních zdrojů

- za použití SW GIS raději samiImisní charakteristika lokality

– zdroj ČHMÚReferenční body

- výběr velmi důležitý, po konzultaci se zadavatelem dle účelu a způsobu zpracování a prezentace výsledných dat

Závěr

Popis (přesný) tabulek, obrázků a grafů Číslování tabulek, obrázků a grafů Seznam obrázků Seznam tabulek Seznam příloh

Seznam literatury

Metodický pokyn Odboru ochrany ovzduší MŽP ČR – Věstník MŽP ČR, částka 4, 2003

Dodatek č. 1 k Metodickému pokynu Odboru ochrany ovzduší MŽP ČR – Věstník MŽP ČR, částka 4, 2003

MEFA 02 MEFA 06 Rozptylové studie látek znečišťujících ovzduší – pracovní materiál

semináře, 2008 http://portal.chmi.cz www.mzp.cz www.szu.cz

janatova@chmi.cz

tel. 472 706 056