Erzurum ili hava kirliliğinin matematik modelle incelenmesi
Investigation with mathematical model of Erzurum city air pollution
- Tez No: 168355
- Danışmanlar: PROF.DR. FERRUH ERTÜRK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Hava Kirliliği, Yakıt Tüketimi, Isınma, Meteoroloji, Emisyon Envanteri, SO2, ATDL, Hava Kalite Modelleri, Kutu Model, Verifikasyon, Hava Kalite Kontrolü, Air Pollution, Fuel Consumption, Heating, Meteorology, Emission Inventory, SO2, ATDL, Air Quality Models, Box Model, Verification, Air Quality Control XI
- Yıl: 2005
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 209
Özet
ÖZET Hava kirliliği modern yaşamın bir sonucudur. Ülkemizde hava kirliliği, farklı kaynaklara bağlı olarak gündeme gelmektedir. Erzurum ili için hava kirliliği ısınma kaynaklı olarak ele alınmaktadır. Erzurum ilinde yakıtların yanmasından meydana gelen SO2 kirleticisinin yer seviyesi konsantrasyonları, Gauss huzme esaslı ATDL (Atmospheric Turbulent Diffusion Laboratory) dispersiyon modeli kullanılarak hesaplanmıştır. Model çalışmasına giriş verisi olarak kullanılacak emisyon kuvvetleri, yakıt tüketimini etkileyen parametrelere bağlı olarak farklı şekillerde hesaplanmıştır. Bu amaçla yakıt tüketimi için iki farklı yöntem geliştirilmiştir. Birinci yöntemde konut taban alan genişliği ve konut ısıtma tipine bağlı olarak, birim konut için sezonluk yakıt tüketimi bulunmuştur. Buna göre çalışma alanında kaloriferli ve sobalı konutların ısınma sezonunda yakıt tüketim miktarları ölçülmüştür. Kaloriferli konutlarda sadece konut taban alan genişliğine göre, sobalı konutlarda ise hem taban genişliği hemde konutta yaşayan insan sayışma göre yakıt tüketim miktarları toplanmıştır. Konut taban alan genişlikleri, 40m2, 40-59 m2, 60-79 m2, 80-99 m2, 100-1 19 m2, 120-139 m2 ve 140 m2'den büyük olmak üzere 7 gruba ayrılmıştır. Sonuçlar, sobalı konutlar için yakıt tüketimini konutta yaşayan insan sayışırım etkilemediğini, ancak konut taban alan genişliği gibi yapısal parametrelerin etkili olduğunu göstermiştir. Konut taban alan genişliği 100 m ve daha büyük sobalı konutlar için, yakıt tüketim miktarı değişmemektedir. Yani konut genişliği 100 m2 ve daha yukarısı için yakıt tüketiminde etkili olmamaktadır. Sobalı konutlar için ortalama yakıt tüketim miktarı 2 tonlinyit/sezon, kaloriferli konutlar için 2.5 ton linyit/sezon olarak bulunmuştur. 75 m2 den küçük taban alan genişliğine sahip sobalı konutlar, gecekondu olarak değerlendirilmiş ve yakıt tüketimi birim konut için 1.250 tonlinyit/sezon, sobalı işyerleri için 1 tonlinyit/sezon olarak bulunmuştur. İkinci yöntemde, yakıt kullanımı meteorolojik parametrelerle ilişkilendirilmiştir. Buna bağlı olarak yakıt kullanım indisleri bulunmuştur. Dikkate alman meteorolojik parametreler sıcaklık ve rüzgar hızıdır. Sıcaklıkla ilişkili YKİİ 8.69-16.61 kg yakıt /daire.gün arasında değişmektedir. Sıcaklık-rüzgar ilişkili YKÎ2 3.8-38.8 kg yakıt/daire.gün arasında değişmektedir. Konut taban alan genişliğine göre çıkarılmış olan yakıt tüketim miktarları kullanılarak, 2001-2002 kış sezonu için toplam 124061 ton kömür, 17997 ton odun tüketildiği hesaplanmıştır. Bu kış sezonu için atmosfere 1740786 kg SO2 salınmıştır. Kent alam, 1.45*1.45 km2 lik grid alanlara ayrılmış, gridlerdeki emisyon kuvvetlerinin 0-9.5 ng/m2.sn arasında değiştiği hesaplanmıştır. SO2 kirleticisinin yer seviyesindeki konsantrasyon dağılımı, alan kaynaklara uygulanan ATDL kompleks dispersiyon modeli kullanılarak tahmin edilmiştir. QBASIC dilinde yazılmış program, Visual Basic de çalıştırılmıştır. Modelin giriş verisi her bir grid kare İçin emisyon kuvvetleri, ortalama rüzgar hızı ve yönü, atmosferik stabilite değeridir. Model her bir grid için günlük, aylık ve sezonluk zaman dilimlerinde tahmin yapabilmektedir. Model tahminleri, altı grid karede yerleştirilen, ölçüm istasyonu verilerine göre kıyaslanmıştır. Modelin sezonluk ortalamada için %86, aylık ortalamalarda %94 güvenilirlikle tahmin yaptığı bulunmuştur. Günlük tahminlerde en iyi sonuçlar nötr stabilite ve rüzgar hızının İm/s den yüksek olduğu günler için bulunmuştur. Modelin çalışma sınırları belirlendikten sonra, hava kirliliği kontrol senaryolarının uygulanmasında kullanılmıştır. Kontrol planlan yakıt kalitesinin düzenlenmesi çerçevesinde düşünülmüştür. Bunun için kent alanında kirliliğin yoğun olduğu bölgelere göre çeşitli yakıt kombinasyonları denenmiştir. Uzun vadede önerilen en iyi senaryo doğalgaz kullanımının şehrin geneline yayılmasıdır. Model hesaplan kullanılarak doğalgaz uygulamasında öncelik verilmesi gereken bölgeler belirlenmiştir. Kontrol senaryolarının ekonomikliği de tartışılarak, gridlere göre en uygun yakıt kombinasyonu değerlendirilmiştir.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT Air pollution is a result of modern living. Air pollution in our country have come to agenda due to different type source. Air pollution over Erzurum city is taken up due to heating source. Ground level concentration of SO2 pollutant formed fuel combustion in Erzurum city has been calculated using ATDL model including Gauss formulation. Emission strengths as input data for the model study have been calculated with different types due to effecting parameters on fuel consumption. For this aim, two different methods have been developed. Seasonal fuel consumption for unit flat has been found in first method due to flat area and heating type of flat. The fuel consumption has been measured for flats with central heating and flat with stove heating during heating season in domain study. The fuel consumption amount has been collected according to only flat area for flat with central heating, flat area and the number of living person in flat for flat with stove heating. Flat area is divided seven class as small 40 m2, 40-59 m2, 60-79 m2, 80-99 m2, 120-139 m2 ve bigger 140 m2. The results has been shown that the number of living person in flat for flat with stove heating has no effect on the fuel consumption amount but flat area has affected on the fuel consumption amount. The fuel consumption amounts have not varied in flat area having 100m2 and bigger 100 m2. Namely flat area having 100 m2 and bigger 100 m2 have no effect on fuel consumption. It has been found that 2tone lignite/season for unit flat with stove heating and 2.5 tone lignite/season for flat with central heating. Flat area having smaller 75 m2 is taken up squatter's house. It has been found that fuel consumption for the unit of squatter's house is 1.250 lignite/season and for small work is l.OOOtone lignite/season. Fuel consumption have been related in the meteorological parameters in the second method. Fuel consumption indices have been developed due to this approach. It has been taken up meteorological parameters as temperature and wind velocity. YKI1 relating with temperature vary between 8.69-16.61 kg/flat.days. YKI2 relating with temperature and wind velocity vary between 3.8-38.8 kg/flat.day. Using fuel consumption amount for unit flat area, total coal consumption amount have been calculated respectively 124061 tone, 17997 tone at 2001-2002 winter season. SO2 has been released to atmosphere 1740786 kg at this period. Urban area has been divided to 1.45* 1.45km2 grid square and calculated emission strength in this grid square vary 0- 9.5ug/m2sn. SO2 pollutant ground levels concentration has been estimated using ATDL complex model applied for area sources. Model has been run in Visual Basic programme. Input data for each grid square are emission strength, average wind velocity, wind direction and atmospheric stability. Model predict SO2 concentration for each grid squares for daily, montly and seasonal period. Model predictions have been compared with measured data from measuring stations at situated different six grids. It has been found that the model could predict %86 accurately in montly estimation and %94 accurately in seasonal estimation. The best result of daily prediction has been found in day having nötral stability and higher lm/s wind velocity. After the model running limits deterrmning, model has been used for applying air pollution control senarious. The control senarious as fuel quality regulation has been applied. For this purpose different fuel combination has been tried according to higher pollutant levels in urban area. Preferred the best senario at long-term period, using natural gas has been distributed to urban area. The primer domains has been choosen for natural gas distrubution with using model predictions. Control senarious has been discussed economically also and the fitting fuel combination has been evaluated at each grid squares.
Benzer Tezler
- Erzurum ili hava kirliliğinin tarihi eserler üzerine ekkileri
The effects air pollution on historical buildings of Erzurum city
SEÇİL SAĞOL
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Çevre MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NUHİ DEMİRCİOĞLU
- Erzurum ili hava kalitesinin değerlendirilmesi
Investigation of air quality in Erzurum province
HASAN TAMER ALPARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Çevre MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiÇevre Teknolojileri Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SERKAN BAYAR
- Erzurum' da doğal gaz kullanımının hava kalitesine etkisinin incelenmesi
The investigation of the effects of natural gas usage on the air quality in Erzurum
TAHA AKARSU
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Çevre MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEYNEP EREN
PROF. DR. FERDA YERDELEN TATOĞLU
- Akıllı kentlerde alansal hava kirliliğinin belirlenmesi ve kirlilik modellemesi: Erzurum ili örneği
Determination of area air pollution and pollution modeling in smart cities: A case study of Erzurum province
ŞAHİN KORKMAZ
Doktora
Türkçe
2023
Çevre MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEYNEP CEYLAN
- Erzurum şehir merkezindeki bazı kavşaklarda bitki (sarıçam, Pinus sylvestris) ve toprakların ağır metal (Fe, Cu, Zn, Mn, Cd, Pb ve Ni) kontaminasyon durumunun belirlenmesi
Determination of heavy metal (Fe, Cu, Zn, Mn, Cd, Pb and Ni) contamination status in roadcross sides plant (Pinus sylvestris) and soil in Erzurum centroom, Turkey
ELANUR BAYAR