Softverski alat ADMS 5, ADMS-Urban, ADMS Roads za

simulacije i modelovanje zagađenja

ADMS 5 – Atmospheric Dispersion Modelling Software

• ADMS 5 – Atmospheric Dispersion Modelling predstavlja praktičan disperzioni model koji može simulirati širok spektar zagađenja iz različitih zagađujućih izvora.

• Ovaj model simulacije se može primeniti do oko 60km niz vetar od izvora i kao takav pruža korisne informacije za razdaljine od oko 100km

• ADMS 5 je opremljen sa MAPER-om koji upotpunjuje vizuelizaciju, dodavanjem i izmenom izvora zagađenja, postavkom objekata kao i izlaznim tačkama izvora zagađenja i koncentracije i predstavljanje kroz model.

• AMDS 5 kao softver se može povezati is a drugim softverskim paketima kao što je na primer SURFER.

• On nam omogućava lakše crtanje i efikasno prikazivanje rezultata.

• Pored SURFER-a tu su još i ARCGIS I MAPINFO GIS softveri za prikazivanje rezultata i lak unos podataka.

• Karakteristične namene uključuju planiranje i procene visine dimnjaka, rasprostiranja polutanata, procenu uticaja na životnu sredinu, procene bezbednosti i sigurnosne planove.

• Veoma često model se koristi za kao pomoćni alat za izdavanje integrisane dozvole.

• ADMS disperzioni modeli se kontinualno validiraju sa novim raspoloživim podacima koji su dobijeni merenjima u realnim situacijama na terenu u svim delovima sveta.

• Neke od tipičnih aplikacija uključuju planiranje i izdavanje dozvola, unos visine dimnjaka, spoljno modeliranje, procena uticaja na životnu sredinu i planiranje bezbednosti.

• ADMS 5 kao softverski paket se koristi od strane državnih organa, industrija,regulatora, u svrhu konsultacija između ostalog.

• Osnova softvera kao modela disperzje obračunava dugoročne i kratkoročne koncentracije i tok taloženja od nepokretne tačke,preko Jet(usmereno) ispuštanje, linija, površina i zapremina izvora.

• Kada se misli na dugoročne izlaze misli se na prosek bilo on prelazni prosek ili u procentima kao i za broj prekoračenja u direktnom poređenju sa ciljevima i ograničenjima kvaliteta vazduha

Pored osnovne disperzije nad ravnim terenom, ADMS 5 nam pruža kao

• model efekat objekata okruženja, • efekat kompleksnog terena tj.terena sa brdima ili hrapavost

same površine, • efekat obale, • kao i kratkoročne fluktacije u koncentracijama

atmosferskih turbulencija naročito važnim za modelovanje mirisa i koncentracije u proseku manje od jednog sata,

• radioaktivnost i gama zračenje

• Na slici je prikazan početni prozor za programa ADMS 5.

• U ovoj prozoru korisnik definiše osnoven elemente o projektu odnosno problemu koji će biti analiziran.

• Na ovo mestu definišemo naziv problema i model koji će biti korišćen za kreiranje simulacije.

• Linija menija ima pet naslova i to su File, Run(pokretanje), Results(rezultati), Utilities i Help(pomoć).

• Svi naslovi u meniju imaju padajući spisak opcija, kao na primer File što se vidi na slici ispod

KREIRANJE MODELA • Da bi kreirali a samim tim i dobili rezultate uz

ADMS 5 potrebno je prvo izvesti niz koraka kako bi dobili kompletan model simulacije.

• Prvi i osnovni korak je stvaranje novog modela, zatim unos podataka kako bi definisali problem, potom sačuvavanje modela, provera istog i pokretanje modela, potom vizuelizacija problema.

• Podešavanje modela akcidenta zahteva od korisnika da unese informacije navodeću same uslove prvo a potom i podatke o ispuštanja u okolinu, meteorološke uslove kao i detalje koji će dati krajnji rezultat odnoso izlazne podatke

Meni podešavanja(setup screen)

• Meni za podešavanje je ustvari ekran koji se pojavljuje kada se prvi put otvori ADMS 5.

• Na njemu se se nalaze neki od opštih paleta koje treba popuniti kako se

otpočelo modeliranje.

• Ime projekta kao i ime položaja(name of project and name of site) predstavljaju kartice u koje se unose imena koja će biti prikazana na samom kraju modela, u kartice se može uneti do 80 znakova i mogu ostati i prazna.

• Preporučuje se da se u njih unese što bolje objašnjenje jer se pod tim imenima model čuva.

• Opcija modela(model options) je deo koji služi odabiru tipa modela kojim ćemo se baviti.

• Paleta zagađivača(Palette pollutants) je

padajući men i služi odabiru polutanta. • Svrha odabira polutanata je da se definiše

sam problem zadatog polutanta. • Može se birati između 30 polutanata koji su

ponudjeni u samom program, 12 polutanata je unapred definisano (isparljive organske mešavin NOx,NO2,NO,O3,SO2,CO,CO2,PM10,PM2,5

• Sama paleta zagađivača je definisana nizom parametara koji se odnose na svaki zagađivač kao što su ime zagađivača, tip zagađivača(gas,tečnost), konvertovanje količine zagađivača mg/m3=ppm

Program daje opciju biranja nekoliko opcija koje su bitne za model, a to su:

• dispezija u suvim uslovima (Dry deposition), • disperzija u vlažnim uslovima (Wet

deposition), • hemijske reakcije izmedju polutanata, gde

program radi kalkulaciju reakcija izmedju NO, NOx i O3 i rezultate njihovih reakcija

• definisanje zgrada odnosno objekata, njihova pozicija i geometrija,

• uticaj kompleksnog terena, • uticaj fluktuacija

Source screen (izvor) • Sledeća kartica na početnom ekranu jeste

Source (izvor) gde se bira tip izvora, dimenzije, lokacija, zagađivač.

• Source omogućava korisniku da doda izvor zagađenja ili da stvara grupu 20 izvora.

Mogu se uneti podaci do 300 izvora u zavisnosti od vrste izvora i može se definisati grupe izvora koje su definisali 20 korisnika.

Postoji mogućnost i rezličite vrste izvora da uđu u isti obračun .

• Da bi uneli podatke za pojedine vrste, izabere se prvo Enter source data, da bi kreirali nov ili brisali postojeći koristimo tastere new i delete.

• Izabirom new ulazi se u novu liniju podataka u tabeli koje imaju neke od standardnih vrednosti koje se potom mogu uređivati kako korisnik želi.

• Dok delete dugme briše sve urađeno do tog trenuka ili ako se desi greška da se ne bih vraćali na početak gde se sve opet mora unositi.

• Podaci za izvor bilo on pojedinačan ili za grupu treba uneti u tabelu koja se može videti na slici, već je rečeno da se može uneti do 300 izvora.

• Spisak parametara koji se mogu uneti za svaki izvor dati su u daljem tekstu.

• Neki parametric se trebaju uneti ručno, dok se drugi mogu izabrati preko padajućeg menija i klikom na prikazane vrednosti.

• Spisak parametara koji se unose su Ime,tip izvora(tačkasti izvor,zapreminski,jet izvor,linijski izvor),visina u ovom slučaju se misli na visinu dimnjaka,širina otvora/prečnik,brzina vetra,

• Volume flux,temperatura,x/y osa,specifični toplotni kapacitet materijala,molarna masa,gustina

Prikaz definisanja izvora zagađenja (CERC ADMS 5,2015)

• Na istoj kartici se nalazi opcija ‘’emissions’’ u koju je unose vrednosti parametara polutanata, odnosno koncentracije zagadjujućih materija.

• Program poseduje definisanu paletu polutana i mi jednostavno odabiramo pollutant i unosimo njegov emisioni faktor.

• Emisioni faktor je podatak o koncentraciji polutanata koji je emituje iz izvora i jedinica faktora je g/s.

• Na osnovu predhodno definisanog parametra brzine protoka gasa program vrši se kalkulaciju emisije zagadjenja.

Primer definisanja emisionih parametara jednog izvora

• U paleti definisanih polutanata moţemo bez bilo kakvih modifikacija raditi simulacije disperzije NO, NO2, NOx, SO2, VOC, O3, PM10, PM2,5, Benzen, Butaden, HCL.

• U sluĉajevima kada nije definisan polutant koji ţelimo da analiziramo, postoji mogućnost unošenje novog polutanata, s tim da moramo da softveru definišemo kalkulacioni faktor elementa ili jedinjenja μg/m3 → ppb.

• Konverzacioni faktor pretvaranja μg/m3 → ppb je 24,06/M (jednaĉina idealnog gasa, gde je M molarna masa novog elementa u gramima)

Ekran sa podešavanjima o meteorološkim uslovima

• Veoma značajan element programa predstavlja definisanje meteoroloških parametara.

• Kartica ima osnovu primarnu karticu u kojoj se definišu geografska širina, hrapavost površine analizirane oblasti, koja je za odredjene oblasti definisano u programu.

• Na slici prikazan je izgled kartice za definisanje meteoroloških parametara.

• Meteološke parametre čine glavni meteorološki paramateri koji direktni utiču na rasprostiranje zagadjenja: brzina vetra, pravac i smer, relativna vlaţnost, temperature okolnog vazduha, pritisak, oblačnost, toplotni fluks, visina graničĉnog sloja.

• U slučaju kada za meteorološke parametre koristimo posebnu bazu podataka, možemo automatski definisati pojedine segmente odnosno periode za koje želimo da uradimo analizu.

• Tako na primer možemo izdvajati segmente godišnjih doba, grejnih sezona, delova godine sa specifičnim karakteristikama i dr.

Prozor za definisanje meteoroloških parametara

• Kartica o podacima samog izvora (site data) daje detalje o geografskoj širini lokacije koja se unosi od strane korisnika i mora bit između -90 i 90 stepeni.

• Kartica o disperziji na lokaciji samog izvora (dispersion site) je odabir površine terena i njegove hrapavosti.

• Meteorološki uslovi za hrapavost se potom sami izmene.

• Meterološki parametri koji se koriste za kreiranje simulacije se mogu unositi u slučaju kratkoročnih emisija direktno u program ili se u vidu baze podatke ubaciti direktno u program.

• Meteorološki parametri koje je potrebno obezbediti za kvalitetno kreiranje simulacije su: brzina, pravac vetra, oblačnost, relativna vlažnost, temperatura i visina graničnog sloja.

• Podaci koje se mogu koristiti trebaju biti osrednjeni na 1 čas.

• Pri unošenju datuma unosi se redni broj po julijanskom kalendaru, odnosno redni dan u godini.

• Na slici prikazan je izgled prozora u koji je moguće unositi vrednosti mateoroloških parametara.

Ekran sa vrednostima koji predstavljaju pozadinu samog projekta

• Pri kreiranju simulacija program koristi samo podatke koji su mu dati kao elemeti emisije.

• Da bi dobili što kvalitetniji i objektivniji prikaz simlacije, potrebno je uneti i parametre kvaliteta vazduha u okolini.

• Ovaj opcija se u programu je definisana na kartici ‘’Background’’.

• U ovom polju možemo uneti parametre kvaliteta vazduha okoline, i preporučuje se da to budu parametri stanica za monitoring kvaliteta vazduha u neposrednoj blizini analizirane oblasti.

• Korištenjem ovih podataka možemo sagledati direktni uticaj analiziranih emitera i realnu situaciju, odnosno stanje kvaliteta vazduha oblasti koja je analizirana.

Prozor za definisanje pozadinskog zagađenja

Mrežna postavka

• Kartica vezana za mrežnu postavku same lokacije definiše izlazne tačke u kojima će vrednost koncentracije biti izlaz modela.

• Koordinatni sistem može biti dekartov ili polarni. • Izlazne tačke same mreže lokacije mogu biti u

vidu mreže kako sama kartica kaže ili pojedinačno svaka tačka za sebe, moguće je i jedno i drugo.

• Izlazne tačke mreže mogu biti definisana sa rednim ili promenljivim razmakom.

• Jedinica je metar ili stepen ugla.

• Dekartov koordinatni system se odnosi na tačku x i y gde tačka x ima pravca istok a y pravac sever.

• Polar koordinatni system se odnosi na tačku sa parom koordinata, radijus P i ugla Teta.

• Poluprečnik je udaljenost između početka koordinatnog sistema i tačke izvora.

• Ugao je ugao razlike između poluprečnika i coordinate ka istoku.

• Ugao se povećava u suprotnom smeru kazaljke na satu.

• Nulti stepen gde je i poluprečnik ukazuje na istok a ugao od devedeset stepeni odgovara y osi koja ukazuje na sever.

• Bilo koji koordinatni system da odaberemo bio on dekartov ili polar vrednosti x y z ose sami unosimo i kao rezultat toga na kraju dobijamo izvor zajedno sa vizuelnim zagađenjem na mapi.

Prozor za definisanje mreže i polja

Output (izlazni) ekran • Na slici predstavljen je korisnički prozor za definisanje

izlaznih rezultata. • U zavisnosti od vrste podataka koje želimo da dobijemo

ili definisanih ulaznih parametara definišemo šta želimo da dobijemo na izlazu.

• Osim definisane zagađujuće komponente, možemo definisati da li želimo da uradimo kratkotrajne ili dugotrajne epizode, vreme osrednjavanje i jedinice u kojima će biti iskazani rezultati.

• U kreiranju izlaznih rezultata možemo definisati pojedine emitere, uvrstiti sve zajedno ili pak formirati grupe emitera za koje želimo da uradimo simulaciju.

Prozor za definisanje rezulata modelovanja

POKRETANJE ADMS 5

• Pre samog pokretanja programa trenutni scenario o akcidentu treba sačuvati u format .apl, a zatim odabrati Run koji se nalazi u padajućem meniju File.

• Ako do tad ništa nije čuvano ili ako je došlo do promena program će sam tražiti da sačuvate izmene kako se ne bi izgubili prethodno uneti podaci.

• Dok model radi, informacije se prikazuju u prozoru zvanom progress i prikazuje status modela u vezi sa brojem linija meteoroloških podataka koji su završeni. Kad su svi proračuni uspešno završeni na dnu prozora se prikazuje poruka POKRETANJE USPEŠNO ZAVRŠENO “***RUN SUCCESSFULLY COMPLETED***”.

PRIKAZ MODELA AKCIDENTA • Gotovo sve od izlaznih podataka je obrađeno u

konfiguraciji run(pokretanje). • Krajnje stanje opisuje moguće izlaze i predstavlja alate

dostupne u ADMS 5 za vizuelizaciju rezultata. • Prve četiri opcije menija su funkcije rezultata i

predstavljaju prikaz gotovog odnosno model akcidenta od unetih parametara i mogu se izabrati nekoliko njih od kojih su neki vezani za vremenske podatke i vizuelizaciju istih, drugi su prikaz numeričkih rezultata i ona koja je bitna za sam rad je stvaranje osnove za prikaz u Surfer modu.

• Peta opcija služi za prikaz grešaka napravljenih tokom rada, dok poslednje dve su opcije za prikaz gotovog računa preko excel tabela ili preko niza slika

Niz izlaznih podataka

VIZUELIZACIJA MODEL AKCIDENTA

• Sama vizuelizacija akcidenta se može dobiti nakon svih ovih koraka prethodno objašnjenih, mora se popuniti podacima osnova samog programa, pokrenuti obrada, videti rezultati i tek onda se pristupa dobijanju kompletnog modela.

• Za dobijanje kompletnog modela tj njegovog samog prikaza na mapi, u kartici RESULTS biramo iz padajućeg menija prvu ponuđenu stavku i to je CONTOUR PLOT IN SURFER.

• Na vrhu samog ekrana biramo između kratkoročnih, dugoročnih, vremensko zavisnih rezultata.

• Deo ekrana sa folderima je mesto gde smo sačuvali naš rad u koje stoji svaki sačuvani deo modela u svojim formati.

• Sa njegove desne strane se nalaze informacije o zagađivaču ili grupi zagađivača sa jedinicom koncentracije i o kom polutantu je reč. Ispod se nalazi format modela.

• A sa njegove desne strane je grafički prikaz tj ponuđeni i po vremenu složeni mrežni prikazi.

• Nakon što izaberemo folder u kom smo sve sačuvali i odredimo koji od ponuđenih prikaza i vremena prikaza nam odgovara, čekiramo dugme PLOT i dobijamo sliku u ADMS MAPPER-u.

• Sliku modela možemo uvrstiti u google mape i dobiti gotovu sliku sa tačne pozicije izvora čije smo podatke uneli u prethodnim koracima u mrežnom ekranu.

• Jedna od takvih slika se nalaze u radu u odeljku sa prilogom gde se nalaze sve simulacije vezane za problem sumpor dioksida i njegovog uticaja na zdravlje ljudi i okoline.

Softverski alat ADMS 5, ADMS-Urban, ADMS Roads za simulacije i modelovanje zagađenjaADMS 5 – Atmospheric Dispersion Modelling Software Slide Number 3Slide Number 4Slide Number 5Slide Number 6Slide Number 7Slide Number 8Slide Number 9KREIRANJE MODELAMeni podešavanja(setup screen)Slide Number 12Slide Number 13Slide Number 14Slide Number 15Source screen (izvor) Slide Number 17Slide Number 18Slide Number 19Prikaz definisanja izvora zagađenja (CERC ADMS 5,2015) Slide Number 21Primer definisanja emisionih parametara jednog izvora Slide Number 23Ekran sa podešavanjima o meteorološkim uslovima Slide Number 25Prozor za definisanje meteoroloških parametaraSlide Number 27Slide Number 28Slide Number 29Ekran sa vrednostima koji predstavljaju pozadinu samog projektaProzor za definisanje pozadinskog zagađenja Mrežna postavka Slide Number 33Prozor za definisanje mreže i poljaOutput (izlazni) ekranProzor za definisanje rezulata modelovanjaPOKRETANJE ADMS 5Slide Number 38PRIKAZ MODELA AKCIDENTA Niz izlaznih podatakaVIZUELIZACIJA MODEL AKCIDENTA Slide Number 42Slide Number 43Slide Number 44