Loading...

Development and Application of Mobile Source Emission Factor Matrix for Use in Wrf/Camx Air Dispersion Model of Tehran

Mirshi, Samira | 2015

2957 Viewed
  1. Type of Document: M.Sc. Thesis
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 46872 (08)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Mechanical Engineering
  6. Advisor(s): Hosseini, Vahid
  7. Abstract:
  8. Tehran, with approximately 750 km2 of land area, a population of more than 8 million people with about 4 million active on-road vehicles, is dealing with serious air pollution problems. To model the environmental phenomenon precisely, this study aims to develop on-road air pollutant emission factor matrices based on existing traffic in Tehran routes and to run air quality modelling within Tehran geographic boundaries. We developed emission factor matrices using SMOKES-MOVES emission modeling system. To do so, we calculated on-road emission factors from actual traffic-related data and run MOVES emission model. And use use them for different pollutants considered in air quality models. Then, we used emission factors matrices in CAMx air quality assessment model in conjugation with WRF weather forecasting model. Results represent estimated primary and secondary pollutant concentrations at specific time and location. Through modeling emissions from all sources within study area in CAMx air quality model, results can be compared to actual concentrations measured at air quality monitoring stations
  9. Keywords:
  10. Air Pollution ; Mobile Source ; Sparse Matrix Operator Kernel Emissions (SMOKE)Modeling ; Comprehensive Air-Quality Model with Extensions (CAMx) ; Weather Research and Forecasting (WRF)Modeling System ; Motor Vehicle Emission Simulator (MOVES)

 Digital Object List

 Bookmark

  • 1 فصل اول مقدمه
  • 1 فصل اول مقدمه
    • 1.1 ادبیات حاکم بر پدیده آلودگی هوا
      • 1.1.1 تعریف آلودگی هوا
      • 1.1.2 آلاینده‌های هوا
      • 1.1.3 منابع انتشار آلاینده‌های هوا
        • 1.1.3.1 منابع سطحی
        • 1.1.3.2 منابع نقطه‌ای
        • 1.1.3.3 منابع متحرک
      • 1.1.4 ضرایب انتشار
        • 1.1.4.1 ضرایب انتشار منابع متحرک
      • 1.1.5 فهرست انتشار
    • 1.2 مدل‌سازی آلودگی هوا
      • 1.2.1 مدل‌سازی انتشار
        • 1.2.1.1 مدل انتشار SMOKE
        • 1.2.1.2 مدل انتشار MOVES
      • 1.2.2 مدل‌سازی پخش و پراکنش
        • 1.2.2.1 مدل بررسی کیفیت هوا CAMx
    • 1.3 مروری بر تاریخچه مطالعات پیشین
      • 1.3.1 پژوهش‌های صورت گرفته در سراسر دنیا
        • 1.3.1.1 استفاده از مدل SMOKE-MOVES در شهر دنور ایالت کلرادو آمریکا
        • 1.3.1.2 مدل‌سازی تعیین غلظت اوزون با استفاده از سیستم SMOKE/WRF/CAMx در شهر دنور ایالت کلرادو
        • 1.3.1.3 استفاده از مدل SMOKE در اروپا
        • 1.3.1.4 استفاده از مدل SMOKE در خاورمیانه
        • 1.3.1.5 استفاده از مدل SMOKE در آسیا
        • 1.3.1.6 استفاده از مدل SMOKE در انگلیس
        • 1.3.1.7 توسعه ماتریس انتشار با استفاده از مدل SMOKE در اسپانیا
        • 1.3.1.8 اجرای سیستم WRF/CAMx/SMOKE/MOVES در شهر لیبرتی-کلاریتون آمریکا
        • 1.3.1.9 اجرای سیستم WRF/CAMx/SMOKE/MOVES در بررسی تاثیر استاندارد آلایندگی خودروها در آمریکا
      • 1.3.2 پژوهش‌های صورت گرفته در ایران
        • 1.3.2.1 شبیه‌سازی پخش و پراکنش سیستم WRF/CAMx در تهران
        • 1.3.2.2 شبیه‌سازی با استفاده از سیستم WRF/CMAQ/SMOKE
      • 1.3.3 هدف پژوهش
    • 1.4 طرح مساله
    • 1.5 روش حل مساله
    • 1.6 ساختار پایان نامه
  • 2 فصل دوم معرفی مدل انتشار MOVES
    • 2.1 مقدمه
    • 2.2 مدل MOVES2010
      • 2.2.1 نصب و راه‌اندازی مدل MOVES2010
      • 2.2.2 مدل‌سازی و اجرا در مدل MOVES
    • 2.3 ابزار ترکیبی SMOEK-MOVES
      • 2.3.1 ساختار برنامه‌ای ابزار ترکیبی SMOKE-MOVES
      • 2.3.2 مفاهیم موجود در ابزار ترکیبی SMOKE-MOVES
        • 2.3.2.1 شهر مبنا، گروه شهری و سوخت ماهانه
        • 2.3.2.2 فرآیندهای انتشار
      • 2.3.3 نصب و راه‌اندازی ابزار ترکیبی SMOKE-MOVES
        • 2.3.3.1 نصب پردازش‌گرهای هواشناسی
        • 2.3.3.1.1 نصب برنامه WRF
        • 2.3.3.1.2 نصب پردازش‌گر MCIP
        • 2.3.3.2 نصب برنامه SMOKE
        • 2.3.3.3 نصب برنامه MOVES
      • 2.3.4 ساختار مدل MOVES در ابزار ترکیبی SMOKE-MOVES
        • 2.3.4.1 نسخه پردازش‌گر پیش‌برنده MDS
        • 2.3.4.1.1 تولید فایل مشخصات اجرا RunSpec
        • 2.3.4.1.1.1 تعیین نوع آلاینده‌ها در اجرای مدل MOVES
        • 2.3.4.1.1.2 روش نسخه پیش‌برنده MDS برای سازمان‌دهی فرآیند انتشار
        • 2.3.4.1.1.3 داده‌های مورد نیاز برای اجرای نسخه پردازش‌گر پیش برنده MDS
        • 2.3.4.2 نسخه پس پردازش‌گر MPPS
      • 2.3.5 اجرای مدل MOVES در ابزار ترکیبی SMOKE-MOVES
        • 2.3.5.1 آماده‌سازی فایل‌های ورودی برای اجرای مدل MOVES
        • 2.3.5.2 اجرای پردازش‌گرهای MOVES در پنجره‌ی کامند پرامت ویندوز
  • 3 فصل سوم معرفی مدل انتشار SMOKE
    • 3.1 مقدمه
    • 3.2 مفاهیم مدل SMOKE
      • 3.2.1 متغیرهای محیطی و فایل تخصیص
      • 3.2.2 فهرست انتشار
        • 3.2.2.1 انواع آلاینده‌های موجود در فهرست انتشار
        • 3.2.2.2 انواع دسته‌بندی منابع انتشار
        • 3.2.2.3 فرمت فایل‌های فهرست
      • 3.2.3 کدگذاری کشور، استان و شهرهای مورد بررسی
      • 3.2.4 کدگذاری منابع انتشار
      • 3.2.5 ارجاع متقابل و پروفیل‌ها
      • 3.2.6 فرمت فایل‌های ورودی و خروجی
        • 3.2.6.1 فرمت فایل‌های ASCII
        • 3.2.6.2 فرمت فایل‌های I/O API
        • 3.2.6.3 فایل‌های خروجی آماده شده برای مدل‌های کیفیت هوا
      • 3.2.7 پارامترهای مدل‌سازی
        • 3.2.7.1 شبکه‌بندی مدل و سیستم تصویر
        • 3.2.7.2 سال انجام مدل‌سازی
        • 3.2.7.3 بازه‌ی زمانی در مدل‌سازی
        • 3.2.7.4 مکانیزم شیمیایی
      • 3.2.8 روش ماتریس‌های پراکنده در مدل‌سازی انتشار
      • 3.2.9 مراحل پردازش انتشار منابع مختلف
        • 3.2.9.1 پردازش انتشار در منابع متحرک مدل SMOKE
        • 3.2.9.1.1 انواع جاده در مدل MOVES
        • 3.2.9.1.2 انواع خودرو در مدل MOVES
        • 3.2.9.1.3 کدگذاری منابع متحرک در مدل SMOKE
        • 3.2.9.2 شهر مبنا ، گروه شهری و سوخت ماهانه
        • 3.2.9.3 فرآیندهای انتشار
    • 3.3 مراحل پردازش مدل SMOKE
      • 3.3.1 مرحله ورود اطلاعات
      • 3.3.2 پردازش تخصیص زمانی
      • 3.3.3 پردازش گونه‌زایی شیمیایی
      • 3.3.4 پردازش تخصیص مکانی
      • 3.3.5 پردزاش رشد و کنترل انتشار
      • 3.3.6 پردازش منابع متحرک با استفاده از مدل MOVES
      • 3.3.7 تولید فایل‌های انتشار ورودی مدل‌های بررسی کیفیت هوا
      • 3.3.8 تولید فایل‌های انتشار ورودی مدل‌های بررسی کیفیت هوا برمبنای جداول ضرایب انتشار مدل MOVES
    • 3.4 نصب و راه‌اندازی مدل SMOKE
      • 3.4.1.1.1 کامپایل برنامه
      • 3.4.2 ساختار مسیری مدل SMOKE
      • 3.4.3 اجرای نمونه آزمایشی مدل SMOKE
    • 3.5 مدل‌سازی انتشار شهر تهران در مدل SMOKE
      • 3.5.1 مرحله‌ی ورودی اطلاعات
        • 3.5.1.1 فایل‌های ورودی برنامه Smkinven
        • 3.5.1.1.1 فایل COSTCY
        • 3.5.1.1.2 فایل INVTABLE
        • 3.5.1.1.3 فایل MBINV
        • 3.5.1.1.4 فایل MCODES
        • 3.5.1.1.5 فایل VMTMIX
        • 3.5.1.2 فایل‌های خروجی برنامه Smkinven
      • 3.5.2 پردازش تخصیص زمانی
        • 3.5.2.1 فایل‌های ورودی برنامه Temporal
        • 3.5.2.1.1 فایل COSTCY
        • 3.5.2.1.2 فایل HOLIDAYS
        • 3.5.2.1.3 فایل PROCDATES
        • 3.5.2.1.4 فایل INVTABLE
        • 3.5.2.1.5 فایل MCODES
        • 3.5.2.1.6 فایل MOBL
        • 3.5.2.1.7 فایل MTPRO
        • 3.5.2.2 فایل MTREF
        • 3.5.2.3 فایل‌های خروجی برنامه Temporal
      • 3.5.3 پردازش گونه‌زایی شیمیایی
        • 3.5.3.1 فایل‌های ورودی برنامه‌ی Spcmat
        • 3.5.3.1.1 MOBL
        • 3.5.3.1.2 فایل GSCNV
        • 3.5.3.1.3 فایل GSPRO
        • 3.5.3.1.4 فایل GSREF
        • 3.5.3.1.5 فایل INVTABLE
        • 3.5.3.1.6 فایل MCODES
        • 3.5.3.1.7 فایل MEPROC
        • 3.5.3.1.8 فایل GSPRO_COMBO
        • 3.5.3.2 فایل‌های خروجی برنامه‌ی Spcmat
      • 3.5.4 پردازش تخصیص مکانی
        • 3.5.4.1 فایل‌های ورودی برنامه Grdmat
        • 3.5.4.1.1 فایل MGPRO و MGREF
        • 3.5.4.1.2 فایل MOBL
        • 3.5.4.1.3 فایل SRGDESC
        • 3.5.4.1.4 فایل GRIDDESC
        • 3.5.4.1.5 فایل MCODES
        • 3.5.4.2 متغیرهای محیطی برنامه Grdmat
        • 3.5.4.3 فایل‌های خروجی برنامه Grdmat
      • 3.5.5 پردازش داده‌های هواشناسی
      • 3.5.6 ترکیب داده‌های پردازش شده
      • 3.5.7 تولید فایل‌های ورودی مدل CAMx
  • 4 فصل چهارم معرفی مدل WRF/CAMx
    • 4.1 مقدمه
    • 4.2 مدل‌های فتوشیمیایی
      • 4.2.1 معرفي مختصر انواع مدل‌هاي فتوشيميایي
        • 4.2.1.1 مدل CMAQ [12]
        • 4.2.1.2 مدل CAMx [28]
    • 4.3 مدل‌های هواشناسی
      • 4.3.1 مدل MM5
      • 4.3.2 مدل WRF
  • 5 فصل پنجم توسعه ماتریس انتشار منابع متحرک شهر تهران با استفاده از ابزار SMOKE-MOVES
    • 5.1 مقدمه
    • 5.2 تولید ضرایب انتشار منابع متحرک شهر تهران با اجرای مدل MOVES
      • 5.2.1 آماده‌سازی داده‌های ورودی مدل MOVES
        • 5.2.1.1 تعداد خودروهای ناوگان
        • 5.2.1.2 توزیع سنی ناوگان
        • 5.2.1.3 توزیع سهم انواع جاده‌های شهر تهران در پیمایش مسافت خودروها
        • 5.2.1.4 توزیع کیلومترپیمایش جاده‌ها در زمان‌های مختلف
        • 5.2.1.5 پروفیل زمانی پیمایش مسافت خودروها
        • 5.2.1.6 پروفیل زمانی سرعت متوسط خودوها
    • 5.3 نتایج خروجی مدل MOVES
      • 5.3.1 ضرایب انتشار بر حسب تغییرات سرعت
      • 5.3.2 ضرایب انتشار بر حسب تغییرات دما
      • 5.3.3 ضرایب انتشار در فرآیندهای مختلف انتشار
    • 5.4 آماده‌سازی و اجرای مدل SMOKE برای تولید توده‌ی انتشار شهر تهران
      • 5.4.1 آماده‌سازی داده‌های فعالیت منابع انتشار
      • 5.4.2 آماده‌سازی داده‌های هواشناسی
      • 5.4.3 آماده‌سازی داده‌های شبکه‌بندی
      • 5.4.4 آماده‌سازی داده‌های زمانی
    • 5.5 نتایج خروجی مدل SMOKE
      • 5.5.1 سهم انتشار ترکیب ناوگان جاده‌ای شهر تهران
        • 5.5.1.1 بررسی آلاینده کربن مونوکسید CO
        • 5.5.1.2 بررسی آلاینده اکسیدهای نیتروژن NOx
        • 5.5.1.3 بررسی ذرات معلق PM10
        • 5.5.1.4 بررسی آلاینده‌های تبخیری فرار VOC
      • 5.5.2 الگوی انتشار منابع متحرک در شبکه‌ی جاده‌ای شهر تهران
        • 5.5.2.1 بررسی آلاینده کربن مونوکسید CO
        • 5.5.2.2 بررسی آلاینده اکسیدهای نیتروژن NOx
      • 5.5.3 انتشار متوسط ساعتی در شهر تهران
    • 5.6 جمع‌بندی
  • 6 فصل ششم اجرای مدل پخش و پراکنش WRF/CAMx برای منابع متحرک شهر تهران
    • 6.1 مقدمه
    • 6.2 اجرای مدل هواشناسی WRF
    • 6.3 اجرای مدل CAMx
    • 6.4 نتایج تعیین شده برای غلظت آلاینده‌ها در مدل CAMx
      • 6.4.1 آلاینده کربن مونوکسید
      • 6.4.2 آلاینده نیتروژن دی اکسید
  • 7 فصل هفتم جمع‌بندی و نتیجه‌گیری
    • 7.1 مقدمه
    • 7.2 مدل انتشار MOVES
    • 7.3 مدل انتشار SMOKE
    • 7.4 مدل پخش و پراکنش CAMx
    • 7.5 پیشنهادات جهت کارهای آتی
  • منابع
  • پیوست‌ها
  • 1 پیوست 1 لیست آلاینده‌های سمی و خطرناک اتمسفری
  • 2 پیوست 2 نصب برنامه CMAQ
    • 2.1 مقدمه
    • 2.2 مراحل مختلف نصب مدل CMAQ
  • 3 پیوست 3 : لیست کدهای دسته‌بندی منابع انتشار در مدل MOVES
  • 4 پیوست 4 : اجرای برنامه Spatil Allocator
    • 4.1 مقدمه
    • 4.2 مراحل نصب و اجرای برنامه Spatial Allocator
      • 4.2.1 مراحل نصب
      • 4.2.2 مراحل اجرای نمونه آزمایشی
    • 4.3 ساختار برنامه Spatial Allocator
      • 4.3.1 متغیرهای محیطی برنامه Spatial Allocator
      • 4.3.2 فایل‌های ورودی برنامه‌ Spatial Allocator
        • 4.3.2.1 فایل GRIDDESC
        • 4.3.2.2 فایل‌های نقشه
      • 4.3.3 فایل‌های خروجی برنامه Spatial Allocator
        • 4.3.3.1 فایل نقشه شبکه‌بندی
        • 4.3.3.2 فایل تخصیص مکانی
  • 5 پیوست 5 : مقاله 1 "تخمین تاثیر بار ترافیکی بر انتشار آلودگی در یک قطعه بزرگراهی تهران
  • 6 پیوست 6 : مقاله 2 "بررسی تاثیر الگوی رانندگی بر میزان آلایندگی تولیدی توسط خودروها در شهر تهران"
  • 7 پیوست 7 : مقاله 3 "مقایسه انتشار آلاینده NOx نمونه‌ای از خودروهای سواری بنزینی تولید داخل ایران، بدست آمده از روش اندازه‌گیری مستقیم با ضرایب انتشار موجود در دنیا
  • 8 پیوست 8 : مقاله 4 “Iranian National Mobile Source Emission Inventory Development”
...see more