Modelowanie procesów transportu zanieczyszczeń. Seminarium

Transkrypt

1 Modelowanie procesów transportu zanieczyszczeń Seminarium

2 Systemy eksperckie przeznaczone do analizy stref mieszania i wspomagające projektowanie inżynierskie

3 System ekspercki System ekspercki strukturalny program komputerowy, korzystający z wiedzy i procedur wnioskowania otrzymanych od ekspertów (praktyków) w celu rozwiązywania szczegółowych rodzajów (klas) problemów dotyczących konkretnej dziedziny ( domain ). Ta wiedza jest ujęta w ramy bazy ( knowledge base ) co umożliwia użytkownikom nie mających praktycznego doświadczenia rozwiązywanie kompleksowych problemów stosując ten sam proces wnioskowania co eksperci. 3

4 Strefa mieszania (mixing zone) Wybuch wulkanu najbardziej spektakularny przykład powstania strefy mieszania spowodowanej przez naturę 4

5 Emiter zanieczyszczeń zlokalizowany przy dnie morskim w okolicy linii brzegowej zagraża życiu morskiemu 5

6 Emisja ścieków do oceanu (Nowa Zelandia) 6

7 Elektrownia emituje wodę do rzeki naruszenie równowagi termicznej 7

8 Ciągly spust słonej wody do jeziora 8

9 Przykład strefy mieszania w rzece 9

10 Strefa mieszania objętość, w której zachodzi proces rozcieńczania strumieni zanieczyszczeń Outfall miejsce zrzutu ścieków Shoreline linia brzegowa Ambient water body otaczająca masa wody Pole koloru różowego substrefa near-field Pole koloru zielonego substrefa far-field CMC value Criterion Maximum Concentration CCC value Criterion Continous Concentration 10

11 Kryteria jakości wody zalecane przez USEPA CMC (Criterion Maximum Concentration) najwyższe stężenie substancji toksycznej, na której działanie mogą być wystawione organizmy przez określony, krótki czas, nie powodujące śmierci CCC (Criterion Continuous Concentration) najwyższe stężenie substancji toksycznej, na której działanie mogą być wystawione organizmy przez czas nieokreślony, nie powodujące szkodliwych efektów 11

12 Substrefy mieszania near-field i far-field 12

13 Substrefy mieszania near-field i far-field Eksperyment laboratoryjny 13

14 Substrefy mieszania near-field i far-field Wizualizacja działania programu do przeprowadzania modelowania 14

15 Procesy mieszania zachodzące w substrefie near-field Bliska lokalizacja miejsca zrzutu ścieków Początkowe natężenia przepływu strumienia ścieków oraz geometria emitera ścieków wpływają na charakter mieszania Projekt i lokalizacja miejsca zrzutu ścieków może w istotny wpływać na regulację procesów mieszania w tej substrefie 15

16 Procesy mieszania zachodzące w substrefie near-field Stabilne warunki emisji Silny wypór hydrostatyczny Słaby strumień pędu Głęboka woda 16

17 Procesy mieszania zachodzące w substrefie near-field Niestabilne warunki emisji Słaby wypór hydrostatyczny Silny strumień pędu Płytka woda 17

18 Procesy mieszania zachodzące w substrefie far-field Substrefa ta jest następstwem interakcji granicznej Warunki otoczenia decydują o charakterze procesu mieszania w tej strefie Gęstość strumieni oraz dyfuzja pasywna są siłami generującymi mieszanie (proces rozcieńczania strumienia zanieczyszczeń) 18

19 CORMIX Cornell Mixing Zone Expert System Seria podsystemów oprogramowania do analizy, przewidywania i projektowania w aspekcie emisji zanieczyszczeń do cieków wodnych z naciskiem położonym na geometrię i charakterystyki rozcieńczeń w początkowej strefie mieszania. Robert L. Doneker, Gerhard H. Jirka Cornell University, Ithaca, New York 19

20 CORMIX1 (Technical Report EPA/600/3-90/012) 20

21 CORMIX2 (Technical Report EPA/600/3-91/073) 21

22 CORMIX3 22

23 D-CORMIX 23

24 Idea funkcjonowania systemów CORMIX 1. Zebranie niezbędnych danych do funkcjonowania systemu 2. Sprawdzenie poprawności i integralności wprowadzonych danych 3. Identyfikacja i uruchomienie odpowiednich modeli hydrodynamicznych 4. Interpretacja wyników symulacji w odniesieniu do prawnych wymogów dotyczących dopuszczalnej toksyczności emisji 5. Sugestie projektanckie w celu poprawy warunków rozcieńczania strumieni ścieków w strefie mieszania Wyniki symulacji powinny być zgodne z rzeczywistymi danymi pochodzącymi z badań terenowych bądź laboratoryjnych 24