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Applicazione di un modello gaussiano ibrido ad un sito industriale caratterizzato da orografia complessa. Bruno Bove, Lucilla Ticconi, Lucia Mangiamele,

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Presentazione sul tema: "Applicazione di un modello gaussiano ibrido ad un sito industriale caratterizzato da orografia complessa. Bruno Bove, Lucilla Ticconi, Lucia Mangiamele,"— Transcript della presentazione:

1 Applicazione di un modello gaussiano ibrido ad un sito industriale caratterizzato da orografia complessa. Bruno Bove, Lucilla Ticconi, Lucia Mangiamele, Mario Scarciolla, Roberto Sozzi Un particolare ringraziamento alling. Anna Maria Crisci

2 Lapplicazione di un modello di trasporto e diffusione degli inquinanti in atmosfera è solo uno degli step dello studio sistemico sullarea in esame e richiede lutilizzo di metodi e strumenti integrati. Approccio metodologico per lapplicazione modellistica Inquadramento Socio-economico Caratterizzazione orografica QualitàdellAriaDatimeteorologici Quadro delle Emissioni Metodologia di approccio allapplicazione modellistica

3 Dati: tipologia e strumenti Emissioni Dati meteo Dati QA Orografia Altri strati informativi Uso del Suolo Digital Terrain Model G I S Rete Agrobios Rete del Servizio Idrografico - ARPAB Rete ARPAB Rete Fenice DataBaseAria

4 Approccio metodologico per lapplicazione modellistica Inquadramento Socio-economico Caratterizzazione orografica Qualità dellAria Dati meteorologici Quadro delle Emissioni Metodologia di approccio allapplicazione modellistica

5 Anagrafica dellazienda: - nome - ubicazione - tipologia produttiva (con riferimento a codice CORINAIR) Altri dati di interesse: - consumi dellimpianto di produzione di calore per riscaldamento - descrizione sommaria del ciclo produttivo Caratterizzazione delle sorgenti: - descrizione geometrica del camino, - caratteristiche chimico-fisiche delle emissioni. DataBase Aria Dati sulle sorgenti puntuali di emissione

6 Approccio metodologico per lapplicazione modellistica Inquadramento Socio-economico Caratterizzazione orografica Qualità dellAria Dati meteorologici Quadro delle Emissioni Metodologia di approccio allapplicazione modellistica

7 Popolazione Totale superiore a abitanti (ISTAT 1995) Numero Totale di Comuni pari a 131, di cui solo 11 con popolazione superiore a abitanti Superficie Totale circa pari a kmq

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9 Aree industrialiSuperficie [ha]Addetti Atella 34, Balvano 14, Baragiano 47, Melfi 517, Potenza 115, Satriano 12,6 234 Senise 30, Tito 181, Viggiano 93, Totale 1.048, Larea industriale di Melfi ha una estensione pari a ~ il 50% del totale ed un numero di addetti pari a ~ il 55% del totale. FONTE: Consorzio ASI Aree industriali presenti: 9 nella provincia di Potenza 5 nella provincia di Matera

10 AziendeAddetti Consorzio ASI (anno 2002) 44 * DPR 203/88 (anno 1997, in corso di aggiornamento) * E' il numero delle aziende in attività; se si considerano quelle in programma si contano 97 aziende. + In prima analisi, si può affermare che la crescita dell'apparato produttivo melfese dal 1997 ad oggi è stata del 20% circa. Considerando la rappresentatività dei dati derivanti dallarchivio relativo alle autorizzazioni regionali rilasciate ai sensi del DPR 203/88, possiamo assumere lo stesso archivio quale fonte significativa di informazioni inerenti le emissioni da sorgenti industriali nellarea industriale di San Nicola di Melfi. Larea di studio: Zona industriale di San Nicola (Vulture –Melfese)

11 Approccio metodologico per lapplicazione modellistica Inquadramento Socio-economico Caratterizzazione orografica Qualità dellAria Dati meteorologici Quadro delle Emissioni Metodologia di approccio allapplicazione modellistica

12 Orografia mista: pianeggiante ad nord e sud-est, complessa ad ovest e sud Aree industriali presenti: 9 nella provincia di Potenza 5 nella provincia di Matera

13 Larea di studio: Zona industriale di San Nicola (Vulture –Melfese) Larea in esame comprende 8 comuni con una popolazione pari a ~ l11% del totale Area in espansione demografica rispetto al trend regionale Dominio: 30 km x 30 km (estensione pari ad 1/10 della superficie regionale) La rete di monitoraggio dellarea è costituita da: 7 centraline di qualità dellaria (a gestione pubblica e privata) 2 centraline meteo (è in programmazione linstallazione di ulteriori 2 stazioni meteo).

14 Preponderanza di zone utilizzate (Fonte INEA) per - Seminativi in aree non irrigue; - Zone boscate - Colture erbacee a pieno campo; - Oliveti; - Vigneti. Larea di studio: Zona industriale di San Nicola (Vulture –Melfese)

15 CTDM PLUS Complex Terrain Dispersion Model Plus Algorithms for Unstable Situations E un codice EPA con soluzione gaussiana dellequazione di diffusione per emissioni stazionarie da sorgenti puntuali. Permette di trattare situazioni stabili ed instabili in presenza di terreno complesso. E un sistema modellistico è costituito dal modello di trasporto e diffusione, il pre-processore orografico e il pre-processore meteorologico. La trattazione della dispersione in presenza di ostacoli in condizioni stabili e neutre si basa sul concetto della Dividing Streamline.

16 Concetto di Dividing StreamLine Nella modellazione stazionaria della dispersione di inquinanti in orografia complessa e situazioni stabili, elemento prioritario è il concetto della Dividing Streamline Hc. Essa divide il plume in: un flusso al di sotto di Hc che non possiede energia cinetica sufficiente a salire sopra la montagna e tenderà a muoversi attorno ad essa un flusso al di sopra di Hc che può scavalcare la montagna è la parte di plume che sale lungo la montagna subendo una convergenza verticale delle linee di flusso (sz diminuisce) ed una divergenza orizzontale (sy aumenta) è la parte di plume che permane orizzontale e si muove attorno allostacolo tridimensionale.

17 Sistema Modellistico

18 Approccio metodologico per lapplicazione modellistica Inquadramento Socio-economico Caratterizzazione orografica Qualità dellAriaDatimeteorologici Quadro delle Emissioni Metodologia di approccio allapplicazione modellistica

19 Pre-processore Meteorologico ARPA_PBL OBIETTIVI APPLICABILITA Dotarsi di uno strumento che consenta: 1.Supporto ai modellisti; 2.Approccio semplificato; 3.Elaborazione immediata di dati derivanti da misure mediante strumentazione tradizionale Il pre-processore è predisposto per produrre file meteorologici ai seguenti modelli: 1.ISC3 2.MOCAR_3 3.MOCAR_4 4.CTDM Plus Fase di Calibrazione

20 INPUT Formato univoco Anno Mese Giorno Ora Velocità vento [m/s] Direzione vento [°] Temperatura aria [°C] Radiazione globale [W/mq] OUTPUT Formato dipendente da modello selezionato da modello selezionato Anno Mese Giorno Ora Temperatura aria [°C] Velocità vento [m/s] Direzione vento [°] Radiazione globale [W/mq] Radiazione netta [W/mq] Flusso di calore sensibile [W/mq] Velocità di frizione [m/s] Temperatura di scala [K] Inverso della L di Monin-Obukhov [m -1 ] Altezza di rimescolamento [m] Velocità convettiva di scala [m/s] Pre-processore Meteorologico ARPA_PBL

21 Ipotesi principali di lavoro Sorgenti puntuali: 4 camini industriali Sorgenti puntuali: 4 camini industriali Run orari in condizioni di stabilità atmosferica Run orari in condizioni di stabilità atmosferica Analisi di sensibilità sulla componente orografica. Analisi di sensibilità sulla componente orografica. Variabilità considerata: Variabilità considerata: 1.Orografia Piana, 2.Orografia Semplificata, 3.Orografia Complessa. Sostanza rilasciata: Inquinante primario - NOx Sostanza rilasciata: Inquinante primario - NOx

22 Diametro[m] Altezza [m] Velocità[m/s]Temperatura[°C]Portata[mc/h] Rateo NOx [g/s] Sorgente 1 1, ,4 1, ,4 Sorgente , ,0 Caratterizzazione delle sorgenti Caratterizzazione Geografica Caratterizzazione Geometrica e Chimico-Fisica DTM

23 Profilo NE-SO Origine nella sorgente OrografiaComplessa OrografiaSemplificata OrografiaReale

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27 CONCLUSIONI In condizioni stabili, lanalisi della rosa dei venti consente una prima individuazione dellarea a maggiore impatto. Nel contesto territoriale descritto, inoltre, lintensità del vento gioca un ruolo preponderante nella determinazione delle concentrazioni a terra. In condizioni stabili, lanalisi della rosa dei venti consente una prima individuazione dellarea a maggiore impatto. Nel contesto territoriale descritto, inoltre, lintensità del vento gioca un ruolo preponderante nella determinazione delle concentrazioni a terra. Lipotesi di assenza di orografia in territori complessi determina una sottostima dellarea interessata dalla ricaduta di inquinanti. Lipotesi di assenza di orografia in territori complessi determina una sottostima dellarea interessata dalla ricaduta di inquinanti. Rispetto agli obiettivi a breve e medio termine fissati a Luglio in sede MED (Predisposizione del data input ed Applicazione del CTDM Plus) possiamo ritenere che lo stato dellarte sia confortante e soddisfacente. Rispetto agli obiettivi a breve e medio termine fissati a Luglio in sede MED (Predisposizione del data input ed Applicazione del CTDM Plus) possiamo ritenere che lo stato dellarte sia confortante e soddisfacente. ASPETTI RILEVANTI DELLAPPLICAZIONE PRESENTATA

28 Predisposizione del data input inerente lintero sistema produttivo dellarea del Vulture - Melfese; Predisposizione del data input inerente lintero sistema produttivo dellarea del Vulture - Melfese; Applicazione del CTDM Plus (in condizioni instabili); Applicazione del CTDM Plus (in condizioni instabili); Confronto dei risultati con le misure e quindi validazione del modello; Confronto dei risultati con le misure e quindi validazione del modello; Redazione delle mappe di impatto; Redazione delle mappe di impatto; Impiego del data input realizzato per alimentare modelli gaussiani, con e senza orografia, finalizzando lanalisi alla scelta di modelli efficaci ed user friendly (Libreria di modelli applicabili in contesti emissivi, meteorologici ed orografici anche profondamente differenti). Impiego del data input realizzato per alimentare modelli gaussiani, con e senza orografia, finalizzando lanalisi alla scelta di modelli efficaci ed user friendly (Libreria di modelli applicabili in contesti emissivi, meteorologici ed orografici anche profondamente differenti). CONCLUSIONI PROSPETTIVE A MEDIO E LUNGO TERMINE


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