Vstupní data do modelů, jejich dostupnost a spolehlivost

1. Vstupní data do modelů, jejich dostupnost a spolehlivost Lenka Janatová Český hydrometeorologický ústav, OME

2. Úvod Rozptylové studie popisují pomocí výsledků modelových výpočtů míru ovlivnění kvality ovzduší jedním nebo více zdroji znečišťujících látek Každý matematický model nějakým způsobem zjednodušuje skutečný stav a skutečné fyzikální pochody v atmosféře. V důsledku toho jsou vypočtené hodnoty jen modelovým přiblížením ke skutečnosti. Problémem co největšího přiblížení ke skutečnému stavu nejsou jen odborné problémy s modelováním procesů, ale také problémy se stanovováním vstupních dat potřebných pro výpočet a s přesností těchto dat.

3. Vstupní údaje pro výpočet • Emisní charakteristiky zdroje • Charakteristika lokality • Klimatické a meteorologické charakteristiky území • Lokalizace závodu a emisních zdrojů • Imisní charakteristika lokality • Metodika výpočtu (metoda výpočtu, typ modelu, referenční body, imisní limity)

4. Emisní charakteristiky zdroje Zdroje znečištění = všechny objekty, které v důsledku lidské činnosti dodávají do ovzduší znečišťující příměsi Zdroje (dle konfigurace) • bodové, liniové, plošné, objemové Zdroje • kontinuální, okamžitý zdroj

5. Emisní charakteristiky zdroje Bodové zdroje • zejména komíny a výduchy (rozměr je zanedbatelný oproti vzdálenostem, ve kterých se počítá znečištění ovzduší. • ze spalovacích procesů a ostatní (technologie) Pro výpočet je třeba znát: • polohu zdroje (souřadnice) • emisi dané znečišťující látky • údaje o komínu • údaje o spalinách • údaje o provozní době zdroje

6. Emisní charakteristiky zdroje • polohu zdroje • souřadnice X, Y, – Gauss-Krüger (S42), Křovák (JSTK) - • nadmořská výška – jeden zdroj • emisi dané znečišťující látky • zjišťujeme z koncentrace znečišťující látky ve spalinách (měření) • přepočtem ze spotřeby paliva pomocí emisních faktorů • přepočtem dle emisních limitů dle Nařízení vlády č. 615/2006 Sb. • údaje o komínu (výduchu) • souřadnice paty komína • výška koruny komína nad terénem • vnitřní průměr komína

7. Emisní charakteristiky zdroje • údaje o spalinách • objem spalin za normálních podmínek • teplota spalin • výstupní rychlost spalin • údaje o provozní době zdroje • roční využití maximálního výkonu • počet hodin za den, kdy je zdroj v provozu

8. Emisní charakteristiky zdroje Plošné zdroje • nejčastěji jsou takto aproximovány soustavy jednotlivých zdrojů homogenně rozmístěné na větší ploše (parkoviště, komplexy budov s lokálním vytápěním, …) Postup: plocha se rozdělí na dostatečný počet plošných elementů (čtvercových) a výsledné znečištění se vypočítá jako součet příspěvků od všech elementů

9. Emisní charakteristiky zdroje Pro výpočet je třeba znát: • polohu jeho středu zdroje (souřadnice a nadm. výšku) • emisi dané znečišťující látky z elementu [g.s-1] • rozměr elementu (délku strany čtverce) • údaje o provozní době zdroje • výška elementu (lokální topeniště = průměrná efektivní výška, tj. střední výška budov + 10m)

10. Emisní charakteristiky zdroje Liniové zdroje Téměř výhradně komunikace s automobilovým provozem Základním předpokladem pro výpočet emisí z dopravy je existence spolehlivých emisních faktorů charakterizující produkci emisí škodlivin pro všechny základní kategorie silničních motorových vozidel různých emisních úrovní v závislosti na inženýrsko-dopravních informacích (rychlost jízdy, sklon vozovky), použité pohonné hmotě. Dříve – různé emisní faktory Nyní – dle MŽP ČR pro posuzování a hodnocení vlivu liniových zdrojů na znečišťování ovzduší jednotné emisní faktory pro motorová vozidla - program MEFA 02, nověji MEFA 06. Umožňuje výpočet pro široké spektrum znečišťujících látek.

11. Emisní charakteristiky zdroje Pro výpočet je třeba znát: • souřadnice počátku a konce délkového elementu ve zvolené souřadné síti • nadmořskou výšku počátku a konce elementu • šířku a výšku úseku silnice • emisi znečišťující látky [g.s-1.m-1] • délku elementu • průměrnou hustotu provozu jednotlivých typů vozidel • osobní automobily • dodávky a lehké nákladní automobily • těžké nákladní automobily • autobusy

12. Emisní charakteristiky zdroje Postup: komunikace se rozdělí na dostatečný počet délkových elementů a výsledné znečištění se vypočítá jako součet příspěvků od všech elementů Při výpočtu emise je třeba zohlednit: - rychlost jízdy (5-130 km/h) - výpočtový rok - kategorii vozidel - palivo (benzin, nafta, LPG) - emisní úroveň (od konvenční po EURO 4) - podélný sklon vozovky (od -10% do +10%) - plynulost dopravy

13. Charakteristika lokality Geografická a topografická data je třeba mít informace o profilu terénu ve sledované oblasti mezi zdrojem a referenčním bodem pokud možno s co nejmenším krokem. Souřadnice a nadmořskou výšku vždy ze stejného zdroje

14. Klimatické a meteorologické charakteristiky území Z meteorologických podmínek, které silně ovlivňují rozptyl znečišťujících látek v atmosféře, uvažujeme především stabilitu mezní vrstvy atmosféry a distribuce směru a rychlosti větru

15. Lokalizace závodu (lokalizace emisních zdrojů) Jedná se o popis umístění emisního zdroje, jeho umístění v lokalitě vzhledem k obytným zónám, včetně souřadnic a nadmořské výšky

16. Imisní charakteristika lokality Charakteristika, která nevstupuje přímo do výpočtu, ale která je velmi důležitá pro interpretaci výsledků a pro závěry rozptylové studie Nejspolehlivější – kvalitní měření - dlouhodobé měření v místě budoucího zdroje – měření stávající (blízkost měření, klasifikace měřicího místa, umístění, charakteristické pro okolí, místní účelové měření Imisní mapy ČHMÚ – pro látky s imisním limitem – pro celou ČR – dobré vodítko pro stanovení imisní charakteristiky lokality – http://portal.chmi.cz

17. Imisní charakteristika lokality Imisní mapy ČHMÚ SO2 – roční průměr, zimní průměr, 24hod. koncentrace (4. max. hodnota) - EKO PM10 – roční průměr, 24hod. koncentrace (max. 36. hodnota) PM2,5 – roční průměr NO2 – roční průměr NOx – roční průměr EKO AOT BaP - roční průměr benzen - roční průměr arsén, kadmium - roční průměr

18. Metodika výpočtu Metoda výpočtu, typ modelu popis pracovního postupu, metodiky; u závazné nebo referenční metodiky stačí její krátká charakteristika bez vzorců. U jiné metodiky musí být tento popis podrobnější, aby bylo možno provést porovnání se závaznou metodikou a odůvodnit, proč nebyla použitá závazná nebo referenční metodika.

19. Metodika výpočtu Referenční body umístění referenčních bodů není zanedbatelné přiměřeně velká výpočtová oblast - vliv zdroje patrný mimo výpočtovou oblast, nebo se naopak ztratí podrobnosti pravidelná síť referenčních bodů pro konstrukci imisních map dostatečně hustá síť v přiměřeně velkém okolí emisního zdroje

20. Metodika výpočtu nepravidelné rozmístění referenčních bodů Pro interpretaci výsledků lze využít vybrané RB – vybraná místa v lokalitě snadno popsatelná a pojmenovatelná, pro lokalitu významná nebo známá (škola, školka, náměstí, nemocnice,..) Velký důraz na výběr RB -podhodnocení, nadhodnocení výsledků Pro výpočet je třeba znát souřadnice a nadmořské výšky referenčních bodů.

21. Metodika výpočtu Imisní limity uvedení platných imisních limitů, popř. jiných doporučených hodnot, se kterými se ve studii pracuje Zdroj: Imisní limity (např. na stránkách ČHMÚ) další doporučené hodnoty Např. dokument SZÚ(Referenční koncentrace vydané SZÚ (v μg/m3) - (podle §45 zákona č. 86/2002 O ochraně ovzduší z 15. 4. 2003), ve znění následných právních úprav)

22. Dostupnost a spolehlivost vstupních dat Emisní charakteristika zdroje - zadavatel RS, emisní stropy Charakteristika lokality Klimatické a meteorologické charakteristiky území - větrná růžice dělená dle tříd stability a rychlosti a směru větru – ČHMÚ Lokalizace emisních zdrojů - za použití SW GIS raději sami Imisní charakteristika lokality – zdroj ČHMÚ Referenční body - výběr velmi důležitý, po konzultaci se zadavatelem dle účelu a způsobu zpracování a prezentace výsledných dat

23. Závěr • Popis (přesný) tabulek, obrázků a grafů • Číslování tabulek, obrázků a grafů • Seznam obrázků • Seznam tabulek • Seznam příloh

24. Seznam literatury • Metodický pokyn Odboru ochrany ovzduší MŽP ČR – Věstník MŽP ČR, částka 4, 2003 • Dodatek č. 1 k Metodickému pokynu Odboru ochrany ovzduší MŽP ČR – Věstník MŽP ČR, částka 4, 2003 • MEFA 02 • MEFA 06 • Rozptylové studie látek znečišťujících ovzduší – pracovní materiál semináře, 2008 • http://portal.chmi.cz • www.mzp.cz • www.szu.cz

25. janatova@chmi.cz tel. 472 706 056