VDI 3783 Blatt 20-2017 Environmental meteorology - Testing the transferability of meteorological data for application within the context of TA Luft.pdf

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1、ICS 07.060, 13.040.01 VDI-RICHTLINIEN Mrz 2017 March 2017 VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE Umweltmeteorologie bertragbarkeitsprfung meteorologischer Daten zur Anwendung im Rahmen der TA Luft Environmental meteorology Testing the transferability of meteorological data for application within the context of

2、 TA Luft VDI 3783 Blatt 20 / Part 20 Ausg. deutsch/englisch Issue German/English Der Entwurf dieser Richtlinie wurde mit Ankndigung im Bundesanzeiger einem ffentlichen Einspruchsverfahren unterworfen. Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The draft of this standard has been subject

3、 to public scrutiny after announcement in the Bundesanzeiger (Federal Gazette). The German version of this standard shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English translation. VDI/DIN-Kommission Reinhaltung der Luft (KRdL) Normenausschuss Fachbereich Umweltme

4、teorologie VDI/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 1b: Umweltmeteorologie Vervielfltigungauchfrinnerbetriebliche Zwecke nicht gestattet /Reproductionevenforinternaluse not permittedFrhere Ausgabe:09.15 Entwurf,deutschFormeredition:09/15Draft,in German onlyZu beziehen durch /Available atBeuth Ver

5、lag GmbH,10772 BerlinAlle Rechte vorbehalten /Allrightsreserved Verein DeutscherIngenieuree.V.,Dsseldorf2017Inhalt Seite Contents Page Vorbemerkung . 2 Einleitung . 2 1 Anwendungsbereich . 2 2 Normative Verweise 3 3 Begriffe 3 4 Formelzeichen und Abkrzungen . 5 5 Eingangsdaten 6 6 Prfung der bertrag

6、barkeit 8 6.1 Grundstzliche Vorgehensweise 8 6.2 Regelfall . 9 6.3 Sonderfall . 13 6.4 Auswahl eines reprsentativen Jahres 14 7 Ergebnisse . 15 7.1 Erstellung des Zieldatensatzes . 15 7.2 Anforderungen an die Dokumentation . 15 7.3 Verantwortlichkeit . 16 Anhang A Beispielhafte Vorgehensweisen zur L

7、sung von Teilaufgaben 17 A1 Bestimmung von Erwartungswerten fr die Windrichtungsverteilung und die Windgeschwindigkeitsverteilung . 17 A2 Sonderfall . 18 A3 Auswahl eines reprsentativen Jahres 18 Anhang B Liste zur berprfung der Vollstndigkeit, Nachvollzieh-barkeit und Plausibilitt einer bertragbark

8、eitsprfung 24 Schrifttum 29 Preliminary note . 2 Introduction 2 1 Scope . 2 2 Normative references . 3 3 Terms and definitions 3 4 Symbols and abbreviations . 5 5 Input data 6 6 Transferability tests 8 6.1 The fundamental procedure . 8 6.2 Normal cases 9 6.3 Special cases 13 6.4 Selecting a represen

9、tative year 14 7 Results . 15 7.1 Setting up the target dataset . 15 7.2 Requirements relating to the documentation . 15 7.3 Responsibility 16 Annex A Examples of procedures for solving part-tasks . 17 A1 Determining expected values for the wind direction and wind speed distributions . 17 A2 Special

10、 cases 18 A3 Selecting a representative year 18 Annex B Checklist for reviewing the completeness, reproducibility and plausibility of a transferability test 24 Bibliography 29 B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FB2DEE1C29BEST BeuthStandardsCollection -

11、Stand 2017-04 2 VDI 3783 Blatt 20 / Part 20 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2017 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Beachtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richtlinie VDI 1000. Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotok

12、opie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstn-dig, sind vorbehalten. Die Nutzung dieser Richtlinie ist unter Wahrung des Urheberrechts und unter Beachtung der Li-zenzbedingungen (www.vdi.de/richtlinien), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich. Al

13、len, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt. Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltter dieser Richtlinienreihe ist im Internet abrufbar unter www.vdi.de/3783. Preliminary note The content of this standard has been developed in strict accordance with the re

14、quirements and rec-ommendations of the standard VDI 1000. All rights are reserved, including those of reprint-ing, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts. The use of this standard without infringement of

15、copyright is permitted subject to the licensing con-ditions (www.vdi.de/richtlinien) specified in the VDI Notices. We wish to express our gratitude to all honorary contributors to this standard. A catalogue of all available parts of this series of standards can be accessed on the Internet at www.vdi

16、.de/3783. Einleitung Diese Richtlinie beschreibt die zu erfllenden Pflichten und beispielhafte Verfahren, die ein Be-arbeiter mit meteorologischem Sachverstand zur Durchfhrung einer bertragbarkeitsprfung me-teorologischer Daten insbesondere zur Verwen-dung in einer Immissionsprognose nach dem An-han

17、g zur Ausbreitungsrechnung der TA Luft be-achten soll. Die vorgestellte Methode der ber-tragbarkeitsprfung steht auf Basis bewhrter Ver-fahren und unterscheidet dabei zwischen Regel- und Sonderfall. Die vorgestellten Methoden umfassen auch die objektive Bestimmung eines reprsentativen Jahres anhand

18、statistischer Verfahren. Eine Datenbertragung an einen anderen Ort kann mit Einschrnkungen verbunden sein. Dennoch kann die Datenbertragung von einem Messort in einen Zielbereich erfolgen. Diese Einschrnkungen knnen einen erweiterten Bearbeitungsumfang durch den Anwender erforderlich machen. Fr die

19、sachgerechte Verwendung der bertragenen Daten ist der Anwender verantwortlich. Introduction This standard describes the required tasks and ex-amples of methods which a reviewer with meteoro-logical expertise should bear in mind when per-forming a transferability test of meteorological data, especial

20、ly for use in an immission prediction in accordance with the TA Luft Annex on disper-sion calculations. The presented method of per-forming a transferability test is based on common and tested procedures, and distinguishes between regular and special cases. The presented methods also comprise the ob

21、jective definition of a representative year, based on statis-tical procedures. Data transfer to another location may be associated with restrictions. Nevertheless, data can be trans-ferred from a measurement site to a target area. These restrictions may necessitate an extended processing scope by th

22、e user. The user is responsi-ble for the proper utilisation of the transferred data. 1 Anwendungsbereich Diese Richtlinie beschreibt Vorgehensweisen, wie eine Prfung der bertragbarkeit meteorologischer Daten im Sinne der TA Luft durchzufhren ist. Dazu wird untersucht, ob ein zu bertragender Datensat

23、z aus Windgeschwindigkeit, Windrichtung und Stabilittsma fr die atmosphrische Schich-tung (AKTerm, AKS) fr eine Ausbreitungsrech-nung gem den Anforderungen der Richtlinie VDI 3783 Blatt 13 rumlich und zeitlich reprsen-tativ ist. 1 Scope This standard describes approaches for performing a test of the

24、 transferability of meteorological data as defined in TA Luft. It investigates whether a dataset to be transferred, comprising wind speed, wind direction and stability, is spatially and tempo-rally representative of the atmospheric stratification (AKTerm, AKS) for a dispersion calculation in accorda

25、nce with the requirements of VDI 3783 Part 13. B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FB2DEE1C29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2017-04All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2017 VDI 3783 Blatt 20 / Part 20 3 Im Anhang zur Ric

26、htlinie werden Beispiele fr die Lsung bestimmter Teilaufgaben im Rahmen der bertragbarkeitsprfung aufgezeigt. The annex lists examples of the solution of certain parts of the transferability test. 2 Normative Verweise Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieser Richtlinie erforder

27、lich: VDI 3783 Blatt 8:2015-09 (Entwurf) Umweltmete-orologie; Messwertgesttzte Turbulenzparame-trisierung fr Ausbreitungsmodelle VDI 3783 Blatt 13:2010-01 Umweltmeteorologie; Qualittssicherung in der Immissionsprognose; Anlagenbezogener Immissionsschutz; Ausbrei-tungsrechnung gem TA Luft VDI 3783 Bl

28、att 16:2015-06 Umweltmeteorologie; Prognostische mesoskalige Windfeldmodelle; Verfahren zur Anwendung in Genehmigungs-verfahren nach TA Luft 2 Normative references The following referenced documents are indispen-sable for the application of this standard: VDI 3783 Part 8:2015-09 (Draft) Environmenta

29、l meteorology; Turbulence parameters for disper-sion models supported by measurement data VDI 3783 Part 13:2010-01 Environmental meteor-ology; Quality control concerning air quality forecast; Plant-related pollution control; Disper-sion calculation according to TA Luft VDI 3783 Part 16:2015-06 Envir

30、onmental meteor-ology; Prognostic mesoscale wind field models; Methods for licensing procedures according to TA Luft 3 Begriffe Fr die Anwendung dieser Richtlinie gelten die folgenden Begriffe: Anemometerposition Ort, an dem die meteorologischen Daten gemessen werden Anmerkung: Liegt dieser Ort im U

31、ntersuchungsgebiet, kann er fr die Ausbreitungsrechnung direkt genutzt werden. Andernfalls ist eine bertragung erforderlich, die zur Einfh-rung einer (Ersatzanemometerposition, EAP“) fhrt. AKS (Ausbreitungsklassenstatistik) Hufigkeitsverteilung der stndlich gemittelten Windrichtung, Windgeschwindigk

32、eit und Ausbrei-tungsklasse nach Klug/Manier aus einem mehrjh-rigen Messzeitraum AKTerm (Ausbreitungsklassenzeitreihe) meteorologische Zeitreihe von Windgeschwindig-keit, Windrichtung und Ausbreitungsklasse nach Klug/Manier Bezugswindstation Station, von der die zu bertragenden meteorologi-schen Gre

33、n stammen Ersatzanemometerposition (EAP) Ort im Rechengebiet, fr den die meteorologischen Gren, die der Ausbreitungsrechnung zur Verf-gung gestellt werden, als reprsentativ angesehen werden (Anemometerposition) gemessene Daten mithilfe einer Messeinrichtung in Bodennhe er-mittelte meteorologische Da

34、ten Anmerkung: siehe VDI 3783 Blatt 21 3 Terms and definitions For the purposes of this standard, the following terms and definitions apply: anemometer position location at which the meteorological data is meas-ured Note: If this site is located in the investigated area, it can be used directly for

35、the dispersion calculation. Otherwise a trans-fer is necessary, which leads to the introduction of a substitute anemometer position (EAP). AKS (dispersion class statistic) frequency distribution of the hourly averages of wind direction, wind speed and Klug/Manier dis-persion class from a multiyear m

36、easurement periodAKTerm (dispersion class time series) meteorological time series of wind speed, wind direction and Klug/Manier dispersion class reference wind station station where the meteorological variables to be transferred originated substitute anemometer position (EAP) site in the computation

37、 area, for which the mete-orological variables made available for the disper-sion calculation are regarded as representative (a nemometer position) measured data meteorological data obtained near ground level with the help of a measuring unit Note: see VDI 3783 Part 21 B974908A824A6748CAAAA99BAB349F

38、63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FB2DEE1C29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2017-04 4 VDI 3783 Blatt 20 / Part 20 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2017 meteorologische Daten fr eine Ausbreitungsrechnung verwendete Daten: gemessene Daten bert

39、ragene Daten modellierte Daten meteorologische Zeitreihe aufeinanderfolgende Stundenmittel von Windge-schwindigkeit, Windrichtung und Stabilittsma fr die atmosphrische Schichtung (Obukhov-Lnge oder Ausbreitungsklasse nach Klug/Manier), typischerweise ber zwlf Monate in Anlehnung an VDI 3783 Blatt 16

40、 modellierte Daten Daten, die fr eine Ausbreitungsrechnung in einem Zielbereich mithilfe eines Modells berechnet wer-den Anmerkung 1: siehe VDI 3783 Blatt 21 Anmerkung 2: Modellierte Daten werden hufig als syntheti-sche Daten bezeichnet. reprsentatives Jahr zwlfmonatiger Zeitraum (typischerweise ein

41、 Ka-lenderjahr), der die mittleren Windverhltnisse eines mehrjhrigen Zeitraums an einer Messstation am besten reprsentiert Richtungsmaximum Richtungswert des Maximums der Windrichtungs-hufigkeit Anmerkung: Es wird zwischen Hauptmaximum und Neben-maxima unterschieden. bertragene Daten gemessene Daten

42、, die fr eine Ausbreitungsrech-nung in einem Zielbereich angewendet werden Untersuchungsgebiet rumlich abgegrenztes Gebiet, in dem Ziel -bereiche fr die bertragung meteorologischer Daten ermittelt werden Verdrngungshhe Hhe, um die die Vertikalprofile eines eindimensi-onalen Grenzschichtmodells zur B

43、ercksichtigung dichter Hindernisstrukturen am Erdboden (Bebau-ung, Bewuchs) nach oben verschoben werden in Anlehnung an VDI 3782 Blatt 5 Windfeldmodell mathematisches Verfahren zur Berechnung des Winds an rumlich verteilten Gitterpunkten aus meteorologischen Antriebsdaten Zielbereich Punkt oder Bere

44、ich im Untersuchungsgebiet, fr den der Zieldatensatz rumlich reprsentativ ist Anmerkung: Es kann mehrere Zielbereiche geben. meteorological data data used in a dispersion calculation: measured data transferred data modell ed data meteorological time series successive hourly means of wind speed, wind

45、 di-rection and stability for the atmospheric stratifica-tion (Obukhov length or Klug/Manier dispersion class), typically over twelve months adapted from VDI 3783 Part 16 modelled data data computed for a dispersion calculation in a target area with the help of a model Note 1: see VDI 3783 Part 21 N

46、ote 2: Modelled data is often referred to as synthetic data.representative year twelve-month period (typically a calendar year) which represents optimally the mean wind condi-tions of a multiyear period at a measuring stationdirection maximum direction of the maximum of the wind direction frequency

47、Note: A distinction is made between a main maximum and secondary maxima. transferred data measured d ata used for a dispersion calculation in a target area investigated area spatially delimited area in which target areas are obtained for the transfer of meteorological data zero displacement height h

48、eight by which the vertical profiles of a one-dimensional boundary layer model are shifted up-wards in order to allow for dense obstacle struc-tures on the ground (buildings, vegetation) adapted from VDI 3782 Part 5 wind field model mathematical method for calculating the wind at spatially distribut

49、ed grid points from meteorologi-cal driving data target area point or area in the investigated area, for which the target dataset is spatially representative Note: There can be several target areas. B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FB2DEE1C29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2017-04All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2017 VDI 378