Утааны талаар Монгол хүн болгон л санаа зовж,  бууруулаад, арилгаад өгчихгүй юм байхдаа гэж төрдөө найдсаар байна. Өвөлдөө Утаанбаатар, зундаа Усанбаатар (халуун хүйтэн ус, үер г.м) болж утаа ус хоёрт дэглүүлсээр байгаад ирээдүйгүй хот хэмээн тодорхойлуулжээ. Энэ утаа, ус хоёрын урсгал шинжлэх ухаанд “шингэний урсгал” гэж томъёологдох учир энэ талын мэдлэг дээрээ үндэслэж утааны асуудлыг тайлбарлаж, утааны эсрэг авах арга хэмжээг хэлэлцэе гэж бодлоо. Ингэхдээ өөртөө нэгэн хүлцэл авахыг зөвшөөрөх байх гэж бодож байна. Энэ хүлцэл юу вэ гэхээр би бээр агаарын чанарын тухай хийгдсэн нарийн хэмжилт, судалгааны талаарх мэдлэгээрээ энгийн ард иргэдтэй ижил түвшнийх гэсэн үг юм. Өөрөөр хэлбэл УБ хотод учраад байгаа утааны химийн шинж чанар, нүүрс төрөгч болон хүнд металуудын эзлэх хэмжээ, утааны орон зайн тархалт энэ тэрийг сайн мэдэхгүй бөгөөд утаатай холбоотой аливаа байгууллагад харъяалалгүй гэсэн үг юм.

Утаат агаарын аэродинамик

Салхи яагаад бий болдгийг бид мэднэ. Их даралттай хэсгийн агаар бага даралттай хэсгийн агаарыг түрж орж ирсэнээр салхи бий болдог. Агаарын даралт нь цаанаа агаарын нягттай холбоотой бөгөөд нягтаар ярьвал, нягт ихтэй агаар нягт багатай агаараа шахаж түрсэнээр салхи бий болно гэсэн үг. Даралт нягт хоёрын хамааралд температур орж ирэх ба тэдгээрийг агуулсан томъёог төлөвийн тэгшитгэл гэнэ. Агаарын нягт ба температурын хамаарлыг Зураг 1-т харуулав. Одоо температураар ярьвал хүйтэн агаар халуун агаараа түрж орж ирсэнээр салхи үүснээ гэсэн үг юм. Энэ тогтолцоо дэлхийн уур амьсгалыг бий болгоод явж байгаа бөгөөд бүхий л хэмжээстэд (гудамжин дахь салхи, хар шуурга, агаарын циклон бүгд ижил) агаарын урсгал яг л ингэж бий болдог. Зураг 1-т үзүүлсэнээр агаарын температур ихсэхэд агаарын нягт буурч хөнгөн болно гэсэн үг.

.

Зураг 1. Агаарын нягт ба температурын хамаарал

Агаар халахад агаар хөнгөрнө гэдэг чинь айлын яндангаас утаа дээш бургилан гарахын баталгаа юм. Энэ тухай дараа сайн өгүүлэх учир хазайлгүйгээр агаарын нягт, температурын тухай ярья. Агаарын нягт ба температурын хэвтээ чиглэл дахь ялгаа нь агаарын хэвтээ урсгалыг бий болгох ба энэ талаар мэдээлэл цуглуулбал олдох байх гэж бодож байна. Агаарын температурын тархалтыг мэдчихвэл төлөвийн тэгшитгэлээр агаарын нягтыг ойролцоолж агаарын урсгалыг газрын гадаргын ойролцоо хэвтээ тэнхлэгт үнэлж болно.

Агаарын нягт ба температурын өндрийн тархалтыг хэмжиж, задлан шинжлэлгүйгээр агаарын бохирдол, агаарын босоо урсгалын талаар ярих нь учир дутагдалтай мэт санагддаг.

Яагаад агаарын өндрийн хамаарлыг ярьж байгаа вэ гэхээр яригдаад байгаа температурын тонгоруугын (инверси) тухай ярихаар энэ асуудал хөндөгдөх ёстой юм. Агаарын температур газрын гадаргаас дээшлэх тусам буурдаг тогтолцоо нь ердийнх бөгөөд зарим хэсэгт агаарын температур өндөрших тусмаа өсдөг урвуу үзэгдэл бий болдог байна. Үүнийг температурын тонгоруу гэх ба зураг 2-т тайлбарлав.

 

Зураг 2. Температурын өндрийн хамаарал. Цэнхэр өнгөөр ердийн хамаарлыг, улаан өнгөөр температурын тонгорууг харуулав.

Улаанбаатар хотод өвлийн улиралд температурын тонгоруу бий болж улмаар утаа салхиар хөөгдөхгүй агаарын чанарыг эрс муутгаж байгаа гэдэг нь үнэн. Тиймээс агаарын нягт ба температурын өндрийн тархалт ямар байгааг давхар судалж байх ёстой юм. Ялангуяа өвлийн улиралд, тэр агаар эрс муудаад байгаа цагуудад энэ хамаарал ямар байгааг салхины хурдтай хэмжсэн хэмжилт байвал их тус болж, их зүйлийг задлан шинжилж ойлгох боломжтой болох юм. Гэвч энэ талаар судалгаа, мэдээлэл байгаа эсэхийг хайсан боловч олдсонгүй. Агаарын урсгалыг тэгш өнцөгтийн координатын системийн гурван чиглэл дахь тусгагаар судалж болох ба бид энэ бүх чиглэлийг хамарч судалгаа хийж байж агаарын бохирдол, агаарын урсгалын талаар бүрэн ойлголттой болно. УБ-ын температурын тонгоруу ойролцоогоор 200-400м гэх ба яг тогтсон тоо байгаа эсэхийг бас мэдэхгүй юм. Мөн дөрвөн уулын дунд оршдог болохоор салхи орж ирдэггүй гэдэг нь ч үнэн. УБ-ын дундаж өндөржилт, урд ба хойт уулын дундаж өндөршилтын ялгаа нь 700 м орчим байх ба уг 700м-ийн газрын гадаргаас дээш 400м хүртлэхийг нь нягт ихтэй утаатай агаар эзлэнэ. Хойт уулаар давж орж ирж байгаа цэвэр хөнгөн агаар уг 400м-ын тагтаршсан агаар дээгүүр хөнгөхөн урсаад алга болох ба цэвэр агаар, утаатай агаарын хоорондын шүргэлцлээс үүдэлтэйгээр хэсэг агаар тархалтаар зайлахаас өөр зүйл болохгүй. Үүнийг зураг 3-аар тайлбарлаж харуулъя.

Зураг 3. Улаанбаатарын хойноос урагш хөндлөн зүсэлт, температурын тонгоруугаас үүссэн утааны бүс болон боломжит агаарын урсгалын схем.

Цэвэр агаар ба бохир агаарын харилцах үеийг нарийн тогтоосон судалгаа байгаа эсэхийг мэдэхгүй юм. Энэ хэсгээс эхлээд дээшлэх тусам агаарын температур буурч өндрийн ердийн хамааралдаа орно (Зураг 2-ийн цэнхэр муруй).

Энэ агаарын бохирдлын гол эх үүсвэрүүд нь гэр хороолол, утаа гаргадаг үйлдвэр, цахилгаан станц болон машин техникүүд юм.  Гэр хороолол болон машин техникүүд нь маш том бохирдуулагч бөгөөд тэдгээрийг цэгэн бус бохирдуулагч гэнэ. УБ хотын нийт талбайн хэдэн хувийг гэр хороолол эзэлдэгийг, хотын төвийн хэдэн хувийг түгжрэлтэй машин зам эзэлдэгийг мэдэхгүй юм. Гэр хороололд олгосоноороо 0.07 га талбайд нэг цэгэн бохирдуулагч байх ба үүнийг гэр хорооллын нийт талбайгаар авч үзвэл тэр бүх талбай тэр чигтээ утаа үйлдвэрлэгч талбай болж байгаа юм. Газрын зураг дээр барагцаалбал УБ хотын хүн амьдардаг нийт талбайн 60-70% орчим нь тэр чигтээ утаа үйлдвэрлэж байгаа талбай болж хувирч байна. Яг үүнтэй ижил түгжрээтэй байгаа замын нийт талбай тэр чигтээ утаа үйлдвэрлэгч болно гэсэн үг. Тухайлбал гэрийн яндангаас утаа зурвасхан гарч дээшээ бургилах ба дулаанаа алдангуутаа нягт нь ихэсч доош буух хандлагатай болно. Цаашид утаа цацрагаараа (утааны идэвхитэй хэсгийн талбайг ингэж хэлсэн ба зураг 4 ба 5-д харуулна) тэлэн задарч бусад айлуудын утаатай нийлж гэр хорооллын агаарыг 2-4м –ын дотор битүү утаа болгоно.

Зураг 4. Гэр хорооллын 0.075 га талбайд байх цэгэн бохирдуулагч бусад хөршүүдтэйгээ нийлж агаарыг талбайгаар нь бохирдуулах цэгэн бус эх үүсвэр болж байна.

Зураг 5. Өвөл ба зуны цагт яндангаас гарах утааны тархах байдал задрах чиглэл.

Гэр хорооллын агаарын урсгал уулын салхины кинетик энергээс бий болохоос өөрөөр өдөөгдөх хүчин зүйл байхгүй учир өвөл газрын гадаргын өнгөн хэсгээс эхэлж утаат давхрага бий болно.

Өвлийн утааны цацраг зуны утааны цацрагаас бага байх болов уу гэж бодож байгаа юм. Ягаад гэвэл өвлийн үед агаар утаагаар хангалттай ханасан байх учир утаа тархах нь бага байх ба концентраци өндөртэйгээр хол замыг туулж их талбайд түгнэ. Ялангуяа 3м –ээс дээш өндөр концентрацтай агаар урсгал тогтуун болсон тохиолдолд шинээр гарсан утаа доогуур шургах маягаар тархах болов уу гэж таамаглаж байгаа юм. Зураг 5-д үзүүлсэн утааны схем, зураг 4-д үзүүлсэн утааны схемтэй ижил байгааг анзаараарай. Гэхдээ салхинаас хамаарч утаа янз бүр тархах болно гэдгийг ойлгоорой. Утаа нь ижил байдлаар бургилах учир гэрийн яндангийн оронд цахилгаан станцын янданг тавьж үзье. Зарим фото зурган дээр цахилгаан станцын яндан утааг тонгруугаас дээш гаргаж хаяж байгаа харагдсан. Тийм боловч утаат агаар хөрөхдөө утааны нэг хэсэг нь манай бохир агаарт хувь нэмэрээ оруулж үлдсэн хэсэг нь зураг 3-т үзүүлсэн салхины урсгалаар хөөгдөнө. Яндангаас гарах утааны тархалт, цацрагын бүдүүрэлт энэ тэрийн талаар хангалттай гадаад материал судалгаа байгаа боловч Монгол дээр судалсан юм мөн алга. Цаашдаа барих гэж буй нүүрсний станцууддаа энэ талын судалгааг сайн хийж байгаасай гэж хүснэ. Ерөнхийдөө зураг 3-т харуулсан утаатай хэсгийн агаарын нягт их, температур бага байгаа учраас УБ-ын агаар амар хялбар динамикт орохгүй байна гэж ойлгох хэрэгтэй. Энэ нөхцөл өвлийн уриралд бүрэлдээд байгаа нь газар дулаанаа маш хурдан алдаж байгаагаас болж байгаа юм. Шөнө орой болоход хөрс дулаанаа алдаж, алдсан дулааныг нь авсан агаар хөнгөрч дээшээ хөөрч оронд нь хүйтэн агаар орж ирнэ. Үүн дээр утааг нэмчихвэл утаатай агаар газрын гадаргын өнгөн хэсэгт бүрэлдэж хөнгөн агаар дээшээ гарна. Маргааш өглөө болж нар мандахад утаатай агаар нарны цацрагыг шүүж газрын гадарга муу хална. Өөрөөр хэлбэл газрын гадаргууг утааны 200-400м-ийн бүхэл бүтэн бараан үе бүрхсэн байх учир нарны цацраг бага орж ирж газар халах нь багасч байгаа юм. Дээрээс нь агаар өөрөө дулаан муу дамжуулах учир газрын гадаргад агаараар дамжиж дулаан ирэхгүй. Ялангуяа иргэд утаагаа нар мандахаас өмнө гаргаж байгаа учир нар мандахад аль хэдийн газрын гадаргыг утаа бүрхэж нарны цацраг утааны дээрх хэсгийн агаарыг халаах болно. Өөрөөр хэлбэл нарны цацраг 400 м орчимд буюу утаат хэсгийн дээд давхрага дээр ойж тэр хэсгийг халаана гэсэн үг. Энэ нь манай температурын тонгоруу хэмээхийг сайн дэмжиж бат бөх байрших нэг нөхцлийг бүрдүүлж байгаа юм. Одоо тулгараад байгаа агаарын бохирдлын динамик шинж чанар дээр тулгуурлаж УБ хотын агаарын нягт ба температурын өндрийн хамаарлыг дараах байдлаар дүрслэе.

Зураг 6. Улаанбаатарын агаарын нягт ба температурын өндрийн хамаарлын схем. Ийм бодит утга бүхий график гаргах хэрэгтэй байна.

 

Аэродинамик талаас хийгдэх ажлууд

Мэдээж утааны эсрэг арга хэмжээг шинжлэх ухаанд суурилсан, салбар бүрийн харилцан хамаарлыг шигтгэсэн цогц бодлогын ачаар бууруулна. Энэ бодлогыг үргэлж сайжруулж цаашид бусад суурин газруудад хэрэглэж байх хэрэгтэй. Дор өөрийн зүгээс бодож байгаа ажлуудыг танилцуулъя.

1. Улаанбаатарын агаарын нягт, температурын өндрийн хамаарлыг нилээд хэд хэдэн байрлалд 500 м хүртэлх өндөрт тодорхой өндрийн интервальд хийх хэрэгтэй байна. Эндээс агаарын нягт ба температурын хэвтээ тархалтыг хэд хэдэн өндрийн шатлалд гаргаж авах боломжтой. Өөрөөр хэлбэл зураг 6-ын бодит хэлбэрийг УБ хотын дүүрэг бүрт хэд хэдэн цэгт гаргах хэрэгтэй байна гэсэн үг юм.
2. Улаанбаатарын агаарын урсгалыг тооцон бодох аэродинамикийн тоон загварыг боловсруулах хэрэгтэй. Энэ загвар нь цаг уурын мэдээн дээр суурилж агаарын чанарын байдал, тоосонцорын хувь хэмжээ, тархалт, агаарын хөрсний дулаан солилцоо энэ тэрийг тооцон бодох ба УБ хотын аэродинамикийн шинж чанарыг нарийвчилж цаашид хот төлөвлөлтөнд хэрэглэгдэх болно. Дан ганц УБ гэлтгүй бусад суурин газрууд дээр ажиллахуйц загвар байх хэрэгтэй. Энэ тоон загварт утааны хими физик процессуудыг оруулсан байна.
3. Температурын урвуу/инверси гэдгийг нарийн судалж чухал характеристик, заагыг нь тогтоож аэродинамикыг нь судлах хэрэгтэй байна.
4. Улаанбаатарын утаатай агаарын нягт ба энгийн цэвэр агаарын нягтын хамаарлын судалгаа мөн шаардлагатай байна. Үүнийг байгаа мэдээлэл, хэмжилт дээрээ тулгуурлаад гаргаад ирэх бүрэн боломж одоо байгаа л байх.
5. Гэх хороолол, зам талбайн эзлэх хэмжээг нарийвчлан гаргаж цаашид төлөвлөлт хийхдээ агаарын чанарын талаас нь бодож үздэг болох хэрэгтэй. Хурдны замуудыг зөв байрлалд байгуулах гэх мэт нь аэродинамикийн байдалтай холбоотой. Автобусыг халж нийтийн тээврийн шинэ технологийг хотын төвийн дагуу нэвтрүүлэх хэрэгтэй.
6. Шинэ дулаалгын материал зохион бүтээх. Монгол малын түүхий эд дээр суурилж, эсвэл өөрийн орны байгалийн түүхий эд дээр суурилж Монгол уур амьсгалд тохирох дулаалгын шинэ материалыг өргөн цар хүрээтэй зохион бүтээх хэрэгтэй байна. Дулаалга гэлтгүй ач холбогдолтой бүх бараа таваарыг гаднаас импортлохоо зогсоох хэрэгтэй байна. Дулаалгын материалын дулаан-физик, эрүүл мэндийн шинж чанарыг туршилт, аналитик, тооцооны аргуудаар судалж баталгаажуулж үйлдвэрлээ эхлэх нь нэн тэргүүний ажил.
7. Халаалтын шинэ технологи, төхөөрөмжийг төвийн халаалтын системтэй холбогдоогүй гэр, хаус, орон сууцнуудад зохиулан зохион бүтээх. Ингэхдээ дан ганц цахилгаан эрчим хүчинд суурилах хэрэгтэй.
8. Халаалтын тоног төхөөрөмжийг өрөөнд суурилуулахдаа агаарын боломжит урсгалыг оновчилсоны үндсэн дээр суурилуулах, халаалт – эрүүл мэндийн талын стандартыг гаргах.
9. Гэх хороололд олон ажил хийгдэх хэрэгтэй. Энд агаарын чанар дээр суурилсан дахин төлөвлөлт шаардлагатай. Утаа үйлдвэрлэлтийг багасгахын тулд нийтээр орон сууцжуулах хэрэгтэй. Дан дангаар байрлах хувийн сууцнууд өвлийн улиралд тохиромжгүй учир газар өмчлөлийг зогсоож бүлэг бүлгээр орон сууцны хотхон үүсгэх хэрэгтэй. УБ хотыг нүүлгэх хөрөнгөөрөө энийг шийдэж болно. Ер нь эхлээд УБ-ын тулгамдсан ус, агаарын асуудлыг шийдчихээд төрийн удирдлагыг нүүсгэсэн нь дээр байх.
10. Монгол гэрийн доторхи аэродинамикийн загварыг хийж халаалтын шинэ системийг нэвтрүүлэх хэрэгтэй. Монгол гэрийг бид “хална” гэж байхгүй бөгөөд орчин үеийн шийдэлд уусгаж авч явах ёстой. Монгол гэрийн халаалтыг дан цахилгаан дээр суурилсан болгож дулаалгыг сайжруулах хэрэгтэй. Зөвхөн УБ-т байгаа гэр хорооллын өрхүүдэд энэ дэвшилтэт гэрийн халаалт, дулаалга хэрэгтэй биш юм. Аймгийн төв, хөдөөний айлуудад энэ халаалт, дулаалга хэрэгтэй ба ирээдүйд үргэлж сайжруулж дэвшүүлж сэргээгдэх эрчим хүчээр төгс ажилладаг болгох хэрэгтэй. Үүнтэй холбож хэлэхэд малчин ахуйд ашиглахуйц технологийг цөм хөтөлбөрөөр хөгжүүлж хот хөдөөгийн технологийн ялгааг арилгах хэрэгтэй.
11. Агаар сэлгэлтэд ээлтэй архитектурын шийдлийг (өнцөг булан багатай) орон сууцнуудад, өрөөнүүдэд нэвтрүүлэх.
12. Утаа олон жилийн дараа буурах ба үйлдвэрлэл, цахилгаан станц байж л байвал утаа гарч л байна. Энэ утааг түүхий эд гэж харвал бидэнд утааг сорж боловсруулах үйлдвэр хэрэгтэй болно. Утаагүй байлаа гэхэд хотжсон газрын агаар ямар нэгэн байдлаар бохирдсон байдаг. Энэ бохирдлыг шүүж авах хэрэгтэй. Энэ үйлдвэр дэвшиж хөгжөөд үйлдвэрийн яндангаас гарах утааг шүүж аваад өөр бүтээгдэхүүн гаргадаг болох ч юм билүү. Уйгагүй эрэл хайгуул судалгаа л бүх зөв хөгжлийг авчирна. Энэ утаа сорж агаар цэвэрлэх станцуудыг аэродинамикийн загвар дээр суурилж байрлалыг нь тогтоох хэрэгтэй. Энэ үйлдвэрийг дагаад хими, физикийн нарийн судалгаа хөгжих боломжтой.
13. Агаарын чанарын нэгдсэн системт хяналт шинжилгээний газар хэрэгтэй ба энэ байгууллага бодитой юм хийдэг, бодитой юм төлөвлөдөг байх хэрэгтэй байна. Ард түмнээс түрүүнд асуудлыг тавьж, ард түмний өмнө гишгиж асуудлыг шийддэг байгууллага хэрэгтэй. Хамаг мэдээ, судалгаа, мөнгөн дээр суучихаад хариуцлагагүй байж болохгүй. Миний энд бичиж, зурж байгаа зүйлсийг дээрх байгууллагын судлаач, ажилтны нэг нь биччихсэн, зурчихсан байх ёстой юм л даа.

Ер нь утааны асуудал бол дулааны асуудлаас үүдэлтэй. Өвөл дулаахан байхын тулд сайн дулаалгатай гэр, сайн халаалттай гэртэй байх нь хамгийн ойлгомжтой. Сайн халаалттай байхын тулд дэвшилтэт халаалт хэрэгтэй. Энэ нь цахилгаанд суурилсан халаалт байх юм. Гэтэл УБ хот (Ер нь Монгол улс) эрчим хүчний дутагдалтай газар учир нэмэлт эх үүсвэр хэрэгтэй. Нөгөө талаас хот хөгжихийн хэрээр ундны усны нөөц барагдаж байгаа. Цахилгаан, усны гачаал, утааны аюул дээр үндэслэж энэ хотыг ирээдүйгүй гэж хэлж болохгүй бөгөөд Монголын бүх суурин газар ирээдүйтэй, цэцэглэн хөгжиж Монгол хүн амьдрах эрүүл орчин байх ёстой. Тиймээс цахилгаан, усны асуудлыг давхар шийдэх Туул усан цогцолборыг барих асуудлыг утаатай хамт хөндөх нь гарцаагүй юм. УБ-ын дээд хэсэгт усан сан үүсгэвэл УБ орчмын аэродинамик маш өөр болно. Үүнийг мөн аэродинамикийн загвартаа оруулж судалж үзэх хэрэгтэй. Хотын агаарын чийгшил өөрчлөгдөж зарим тохиолдолд зөөлөн агаар илбэх болно. Туул усан цогцолбороор эрчим хүчний, ундны усны асуудлаа шийдэхээс гадна аэродинамикт нөлөөлж болохоор байна.