Mathematical modelling of plume dispersion in Tüpraş fire of August 1999

Abstract

ÖZET AĞUSTOS 1999 TÜPRAŞ YANGININ DUMAN DAĞILIMININ MATEMATİKSEL MODELLEMESİ Bu çalışmada, 17 Ağustos 1999' da meydana gelen izmit depreminin sonucunda TÜPRAŞ 'm İzmit rafinerisinde başlayan yangın, CALMET meteoroloji modeli ve CALPUFF duman dağılım modeli kullanılarak modellenmiştir. CALMET 82 saatlik meteorolojik alanları, CALPUFF da saatlik SO2 konsantrasyonlarını tahmin etmek için kullanılmıştır. Model alanı doğu-batı yönünde 33 km, kuzey-güney yönünde de 26 km olarak seçilmiş ve alan 1 km'lik gridlere ayrılmıştır. Meteoroloji verileri Devlet Meteoroloji Enstitüsü'nden, emisyon verileri de rafineriden temin edilmiştir. Bu çalışmada dumanın içerdiği SO2 gazının dağılımı modellenmiş ve sonuç olarak düşük rüzgar hızlarında SO2 miktarının Körfez'de fazla olduğu çıkarılmıştır. Körfez'in kuzey ve güney yönlerinden tepelerle çevrili olması bu sonucu doğrulamaktadır. Daha hızlı rüzgarların kirleticilerin dağılmasında etkili olduğu da gözlenmiştir. SO2 konsantrasyonları yangının ilk üç günü çok tehlikeli boyutlara ulaşmamış, fakat son gün standartların üzerinde olduğu görülmüştür. Bu çalışmada İzmit Körfezi 'nin Tüpraş Yangınımdan ciddi bir biçimde etkilendiği, ama İzmit yerleşim bölgesinde kirleticilerin tehlikeli boyutlara ulaşmadığı sonucuna varılmıştır.

IV ABSTRACT MATHEMATICAL MODELLING OF PLUME DISPERSION IN TÜPRAŞ FIRE OF AUGUST 1999 The CALMET meteorological model and its puff dispersion model CALPUFF have been used in the case of the fire in the İzmit Refinery of TÜPRAŞ (Turkish Petroleum Refineries Co.) following the Kocaeli Earthquake of August, 1999. CALMET has been used to predict the hourly meteorological fields 82 hours during the fire and CALPUFF to predict the hourly ground-level SO2 concentrations over a region of 33 km x 26 km grid with 1 km resolution. The modelling area covers the city of İzmit from the east, the district of Hereke from the west, and two sides of the Gulf of İzmit. The meteorological data was obtained from the State Institute of Meteorology and the emissions data was taken from TÜPRAŞ. Only SO2 content of the plume was modelled throughout this study and it is found that light winds lead to the accumulation of pollutants in the Gulf surrounded by hills from both sides. Stronger winds are successful in dispersing the pollutants over the modelling region. The SO2 concentration levels are calculated to be moderate for the first three days of the simulation period but they reach to dangerous levels on the last day. The results indicate that the Gulf of İzmit suffered seriously from the effects of Tüpraş Fire, yet the settlement area of the city of İzmit was not influenced tremendously.