مدلسازی آلودگی هوا-مدلهای آلودگی هوا
نرم افزاري مدلهاي انتشار آلودگي هوا
1. مدل منابع خطي و نقطه اي شناور (BLP)
BLPSDM یك مدل انتشار دود گوسين می باشد، آخرین نسخه این نرم افزار در ژانویه 9111 ميلادي ارائه شده است، این
مدل براي شبيه سازي منابع صنعتی كه در آن خيزش ستون دود و اثر جهت باد حاصل از منابع خطی ثابت حائز اهميت است، به كار
می رود.
این مدل به صورت اختصاصی براي استفاده در مسائل آلودگی هوا كاربرد داشته و با توجه به ميزان خروجی آلومينيوم حاصل از
كارخانجات آلومينيوم سازي ) ARRS ( خروجی كارخانجات طراحی شده است. به هر حال كاربرد مدل BLP به صورت خاص و
. ] با توجه به خروجی حاصل از كارخانجات آلومينيوم سازي توصيه شده است ]، 9315
2. مدل CALINE3
CALINE3 یك مدل پراكندگی گوسين در شرایط پایداري عمودي می باشد و براي تخمين غلظت آلودگی هوا در نقاط
اندازه گيري نزدیك اتوبان ها و خيابان هاي اصلی طراحی شده است .
3. مدل پراكندگي آب و هوایي CDM2
یك مدل گوسين در شرایط پایدار می باشد و براي تشخيص ميانگين غلظت آلاینده ها در انتشار طولانی مدت است. این مدل
براي زمان فصلی و ساليانه به كار می رود و داده هاي هواشناسی براي تشخيص غلظت هاي آلاینده سطح زمين و براي اندازه گيري
در ناحيه شهري به كار می رود. CDM2 براي تشخيص آلاینده هاي غير فعال نيز به كار می رود. این مدل براي تخمين ميانگين
غلظت هاي آلاینده هاي در انتشار طولانی مدت و بر پایه سرعت انتشار منابع نقطه اي و سطحی به كار می رود.
4. مدل انتشار در نواحي مخلوط به همراه الگوهایي براي حالت ناپایدار CTDM PLUS
این مدل به عنوان یك مدل كيفيت هواي گوسين براي منبع نقطه اي تعریف می گردد و براي همه شرایط پایداري جو و براي
نواحی و عوارض مخلوط بکار می رود. این مدل می تواند در زمان و شرایط ناپایدار و با تعدادي از پارامترهاي اضافی براي مدت
روز در شبيه سازي استفاده شود. در این مدل داده هاي هواشناسی و عوارض سطحی به شکل متفاوت نسبت به سایر مدل هاي
EPA بکار برده می شود. دو دسته داده با توجه به داده هاي ورودي توسط كاربر مورد نياز می باشد، كه با طراحی مخصوصی با
مدل CTDMPLUS اجرا می شود.
5. سيستم شبيه سازي انتشار و پراكندگي EDMS
EDMS مجموعه اي از مدل انتشار و پراكندگی می باشد، این سيستم شبيه سازي براي ارزیابی آلودگی در فرودگاههاي
نظامی و غير نظامی بکار می رود. EDMS ت وسط نيروي هوایی آمریکا ) USAF ( و اداره كل هوانوردي فدرال ) FAA ( توسعه
داده شده است. این مدل براي تمامی منابع انتشاري در فرودگاهها ارائه شده و غلظت هاي آلاینده توسط گيرنده هاي مخصوص
محاسبه می شود. براي انواع منابع ثابت از قبيل مخازن ذخيره سوخت و كوره ها و منابع متحرك شامل وسائط نقليه و هواپيما از
مدل فوق می توان استفاده كرد. مدل كامپيوتري با ورودي گرافيکی براي محاسبه غلظت هاي حاصل از منابع مختلف بدست آمده
از گيرنده هاي ویژه در مدل استفاده می شود. EDMS براي موقعيت هایی با عوارض ساده با فاصله انتشاري كمتر از 05 كيلومتر
. ] توصيه شده است. این مدل می تواند براي مدت زمانی یك ساعت الی یك سال به كار رود ]، 9315
9
6. مدل منابع مخلوط صنعتي ISC3
ISC3 یك مدل گوسين دود در شرایط پایدار استو می توان براي ارزیابی غلظت آلاینده هاي حاصل از منابع گوناگون و با
توجه به نواحی صنعتی بکار رود. این مدل را می توان براي محاسبه پارامترهاي گوناگون براي ته نشينی و پاكسازي ذرات،
خودپالایی، منابع خطی نقطه اي سطحی و حجمی، خيزش ستون دود با توجه به فاصله در جهت باد، منابع نقطه اي جدا شده و
تنظيم محدوده ناحيه ها استفاده شود. ISC3 همچنين براي مدل انتشارات كوتاه مدت و بلند مدت ممکن است به كار برده شود.
EPA مدل پيشنهادي PRIME - ISC را در ليست مدل هاي برگزیده تأیيد نموده است. به هر حال پس از ضميمه شدن كلمه
PRIME به AERMOD كه بسيار شبيه به مدل هاي PRIME - ISC است، این مدل كامل می شود. با این حال مدل فوق،
دیگر در ليست مدل هاي بر گزیده نخواهد بود. این مدل براي استفاده در منابع مخلوط صنعتی واقع در نواحی شهري و روستایی با
عوارض سطحی صاف و مدور توصيه و تأكيد شده است. این مدل فقط براي فواصل انتشاري كمتر از 05 كيلومتر توصيه شده
است. كاربرد مدل براي ميانگين زمانی یك ساعت تا یك سال و براي مدل آلودگی انتشارات سمی پيوسته در هوا مورد تأیيد
است.
7. مدل انتشار ساحلي و حاشيه اي OCD
OCD یك مدل گوسين در یك خط افقی می باشد كه براي ارزیابی اثرات انتشارات ساحلی از منابع خطی سطحی و نقطه اي
بر كيفيت هواي ناحيه ساحلی به كار می رود. OCD همه انتقالات و پراكندگی بر روي حوزه هاي آبی را به طور كامل با تمام
. ] تغييراتی در هنگام عبور ستون دود از خط ساحلی، پوشش می دهد ]، 9315
8. مدل RAM
RAM یك مدل گوسين در شرایط پایدار است و براي تخمين غلظت هاي آلاینده هاي پایدار طراحی شده است، این مدل را
می توان براي ميانگين زمانی در محدوده یك ساعت تا یك روز اجرا نمود.
این مدل را تنها در موقعيت هایی كه شامل منابع سطحی و نقطه اي است، می توان استفاده كرد. RAM براي یك مدل سازي
زمان بندي شده، منابع نقطه اي و سطحی در نواحی مسطح شهري توصيه شده است. این مدل براي فواصل انتقالی كمتر از 05
كيلومتر توصيه شده است. براي مدل سازي زمان بندي شده باید از حالت پيش فرض برنامه استفاده گردد. در حالت پيش فرض به
صورت خودكار اثر پاكسازي نوك دودكش، خيزش نهایی دود، نيروي شناورسازي پراكندگی ) - BID (، پاكسازي در شرایط
آرامش جوي، توان هاي پروفيل باد مناسب و مقادیر مناسب نيمه عمر آلاینده ها انتخاب می گردد.
9. مدل كيفيت هواي شهري ) IV - UAM )
IV - UAM یك مدل در مقياس شهري و یك مدل سه بعدي و شبيه سازي عددي از نوع شبکه اي است و این مدل براي
محاسبه غلظت ازن در انتشارات كوتاه مدت و اتفاقی براي حداكثر یك الی دو روز به كار می رود.
مدل هاي IV - UAM براي تركيبات آلی فرار )SVOC ( و منوكسيدكربن ) CO ( كه توسط مکانيزم فشرده سازي فتوشيميایی
در اتمسفر شهري توليد شده اند، مدل انتشار )SVOC ( مانند جانشين پيوندهاي كربن عمل می كند.
مدل فوق یك مدل اولرین است كه در آن شبکه سه بعدي، واكنش شيميایی، داده هاي هواشناسی كيفيت هوا، داده هاي انتشار
. ] و ناحيه اي، مکانيزم پيوندهاي كربن بکار برده می شود ]، 9315
مدلسازی آلودگی هوا-مدلهای آلودگی هوا
مدل هاي بازبيني شده جدید
1111 . مدل AERMOD
AERMOD یك مدل پراكندگی دود در شرایط پایدار است، این مدل براي ارزیابی غلظت هاي آلاینده هاي حاصل از منابع
مختلف به كار می رود. این مدل دو پارامتر پراكندگی و انتقال آلاینده ها را از منابع نقطه اي، سطحی و حجمی شبيه سازي می
كند. مدل AERMOD متکی به داده هاي به روز شده خصوصيات اتمسفري )لایه مرزي( می باشد. AERMOD براي مدلسازي
در نواحی شهري و روستایی طراحی شده است. نقاط اندازه گيري شده در AERMOD ممکن است در ناحيه ساده و یا مخلوط
در نظر گرفته شود. این مدل قادر به ارزیابی تغيير جهت دود با توجه به اثر تضعيف كنندگی ساختمان ها می باشد. این مدل داده
هاي هواشناسی را به ترتيب وقوع زمانی، ساعتی بکار می برد و براي تخمين غلظت ها در ميانگين زمانی یك ساعت تا یکسال
استفاده می شود.
AERMOD ابزار AERMET را براي داده هاي هواشناسی و AERMAP را براي داده هاي عوارضی ناحيه اي به كار می
برد. این مدل به ترتيب بنابر احتياجات، براي منبع سطحی، حجمی، نقطه اي كه در سطح و یا نزدیك سطح و داراي ارتفاع هستند و
در نواحی شهري و روستایی با عوارض ساده ناحيه اي و یا مخلوط بکار می رود. مدل براي فاصله حداكثر انتشاري 05 كيلومتر، می
تواند استفاده شود. این مدل را می توان براي انتشارات متوالی حاصل از منابع بکار برد.
براي استفاده از این مدل یك سري تنظيمات پيش فرض باید در نظر گرفته شود. براي مثال پارامتر پيش فرض باید در
MODELOPT براي كنترل مسير ارتباطی ذخيره گردد.
در موارد پيش فرض داده هاي ارتفاع نواحی، اثر پاكسازي نوك دودكش و تواتر بازبينی آن باید مورد توجه قرار گيرد. این
مدل را با داده هاي پيش فرض فعال و در حالت غربال در زمان یکسان نمی توان بکار برد.
در حالت پيش فرض براي اهداف زمان بندي، نيمه عمر آلاینده و تحليل آلاینده ها نادیده گرفته می شود. یك استثناء براي دي
اكسيدگوگرد در ایستگاههاي شهري وجود دارد و در طی این زمان، در ایستگاهها براي اهداف ترتيبی، نيمه عمر 2SO ، چهار
ساعت در نظر گرفته می شود. براي این مدل غالباً اكثر داده هاي ارتفاع در دسترس می باشد و این اطلاعات ممکن است از نقشه
. ] هاي زمين شناسی و یا از سایت مربوطه به دست آید ]، 9315
Ø یك مدل پلوم گوسينی براي حالت پایدار
Ø منابع سطحی و مرتفع در نواحی مسطح یا داراي پستی و ارتفاع در نظر گرفته میشوند.
Ø قادر به شبيهسازي منابع چندگانه آلاینده از انواع مختلف نقطهاي، سطحی
Ø قادر به شبيهسازي پلوم هاي شناور
Ø مدلهاي گوسی، محدود به جریانهاي عبوري از سطوح ساده اند، اما AERMOD روش سادهاي جهت تقریبزدن
جریانهاي عبوري از پستی و ارتفاع بکار میبرد.
Ø با اینکه AERMOD براي شبيهسازي انتشار ذرهاي طراحی شده است، در حال حاضر براي تحقيقات انتشار فاز گازي
استفاده میشود.
2111 . مدل CALPUFF
مدل CALPUFF یك مدل انتشاري دود در شرایط غير پایدار می باشد و چند فضایی و چند لایه است. این مدل انتقالات
آلاینده ها، فرآیند پاكسازي و انتقالات جوي را شبيه سازي می كند. CALPUFF اثرات پارامترهاي جوي را بر روي پارامترهاي
زمانی و مکانی شبيه سازي می كند. مدل یکی از نادرترین مدل ها براي منابع نقطه اي است كه می توان براي مدل سازي در فواصل
11
طولانی به كار برد. به هر حال CALPUFF براي مقياس هاي شهري به سادگی قابل استفاده نمی باشد. این مدل را می توان در
مقياس هایی از 95 تا 955 كيلومتر به كار برد. مدل شامل محاسباتی براي اثرات ميدان هاي نزدیك در ناحيه می باشد. مدل قادر به
تصحيح اثرات تغييرات مسير باد توسط ساختمان ها نيست؛ اما شناورسازي انتقالی، خيزش یك ذره دود و نفوذ برخی ستون دود را
پوشش می دهد. بعلاوه مدل نواحی شبکه بندي شده و اثرات فعل و انفعالات ساحلی و امتداد انتشارات همراه با تماس لایه ها را نيز
شامل می گردد.
در مقياس بزرگ اثرات محدوده بزرگ، شامل پاكسازي آلاینده ها در طی جداسازي مرطوب و ته نشست خشك، نقل و
انتقالات شيميایی، نيروي برشی باد عمودي، نقل و انتقالات روي سطح آب و پوشش ستون دود، می تواند در الگوي مدل در نظر
گرفته شود. CALPUFF می تواند اثرات قابل رؤیت حاصل از غلظت هاي PM2.5, PM10, SPM را نمایش دهد. از تاریخ
انتشار مدل براي نقل و انتقالات انتشاري طولانی مدت توصيه شده است )فاصله منبع از 05 تا 255 كيلومتر می باشد( در تضمين این
تأیيدیه، مدل تنها براي انتشارات با محدوده گسترده، به عنوان مدل برگزیده انتخاب گردیده است. این مدل نظير AERMOD
بهتر است براي انتشارات حاصل از منابع نقطه اي، حجمی و سطحی به كار رود. به علاوه این مدل براي منابع خطی نيز استفاده می
شود. مدل CALPUFF از CALMET براي بکارگيري داده هاي هواشناسی استفاده می نماید. این مدل براي مطالعه در فواصل
. ] كوتاه مدت مناسب نمی باشد ]، 9315
3111 . مدل PRIME - ISC
PRIME - ISC یك مدل گوسين دود در شرایط پایدار است. این مدل را می توان براي تخمين غلظت هاي آلاینده از منابع
گوناگون وسيعی واقع در نواحی صنعتی به كار برد. تنها تفاوت ISC و PRIME - ISC الگوي اوليه PRIME )مدل توسعه ستون
دود( است كه از آن به بعد به مدل اضافه شده است. در الگوي PRIME به روش اصلاح و تصحيح اثر تغيير جهت جریان بوسيله
ساختمان ها توجه شده است. به علاوه در نظر گرفتن اثر تغيير جهت ساختمان ها، ته نشست و ته نشينی خشك براي ذرات و سه
منبع آلاینده اصلی )سطحی، خطی، حجمی( در مدل در نظر گرفته شده است.
PRIME همچنين قادر است ابعاد ساختمان و جایگاه دودكش نسبت به سازه ها، منابع نقطه اي جدا از هم اختصاصی، خيزش
ستون دود در نتيجه تغيير جهت باد نسبت به فاصله از منبع را شبيه سازي نماید. مدل همچنين براي نواحی مشخص شده امکاناتی را
در نظر می گيرد. سازمان حفاظت محيط زیست آمریکا پيشنهاد استفاده از مدل PRIME - ISC را براي اهداف زمان بندي شده
مطرح نموده است و براي منابع مخلوط صنعتی كه اثر تغيير جهت و یا ته نشست در آن بسيار مهم می باشد، استفاده از این مدل
. ] توصيه شده است ]، 9315