ISC3大气扩散模型在伊敏矿区的验证与应用
常用城市大气扩散模型软件综述
常用城市大气扩散模型软件综述陈罕立国家环保总局环境规划院北京１０００１２摘要本文对我国目前用得较多的城市大气扩散模型，分成三太类进行简要介绍，同时着重对已形成软件的大气扩散模型，教详细地论述其模型的功能、输入参数要求及输出结果等方面。
供使用者参考。
关键词大气扩散模型软件参数要求ｌ大气扩散模式概述空气污染危害是空气中的污染物质作用于受体的结果，它的形成和危害程度是以它们作用于受体的浓度和时间决定的。
因此，尽管具体的空气污染问题多种多样、各不相同，都必须解决一个基本的问题，就是要正确推断各种条件下污染浓度的分布及其随时间的变化。
大气扩散模式将各种污染源、气象条件和下垫面条件下的空气污染过程模式化，研究模型中的各种参数，以模式计算的形式给出空气污染浓度的时空变化规律。
同时，通过对地面浓度分柜的模拟，根据给出的大气环境目标值，还可以反演得出相对应的环境容量值。
各种大气扩散模式形式多样、不胜枚举。
它们的差别主要表现在以下几个方面：（１）写的过程不同。
污染物在大气中经历输送过程、扩散过程、各种物理和化学的转化和清除过程。
还有一些特殊的过程，象热烟气的抬升和障碍物引起的下洗过程等等。
一个数学模式不可能模拟所有的过程。
由于侧重描写的过程不同，得到的模式就不一样。
最常用和最典型的一般有：烟流模型、烟团模型、欧拉模型等。
（２）建立模式的理论体系和研究途径不同。
湍流扩散的三大理论体系是：统计理论、Ｋ理论和相似理论。
此夕｝，还有一些如统计回归模式、箱模式等从其它经验方法或理论途径导出的模式。
（３）描写的对象、条件和对模式的要求不同。
现有的扩散模式，按污染源的性质可分为点源、线源、面源……和多源扩散模式。
按下垫面条件可分为平原、城市和各种复杂地形（山谷）的模式。
按时空尺度可分为短时间（１－２４小时）模式和长时间（月、季、年）模式，以及小尺度、区域及全球模式。
有些模式是针对某些特殊气象条件导出的，象沿海或大面积水域附近的海岸线熏烟型扩散模式、封闭型扩散模式及准静风扩散模式等。
一种提高储氢高熵合金中氢的扩散速率的方法[发明专利]
![一种提高储氢高熵合金中氢的扩散速率的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/64a8da22b42acfc789eb172ded630b1c59ee9bc3.png)
专利名称：一种提高储氢高熵合金中氢的扩散速率的方法专利类型：发明专利
发明人：肖海燕,胡巨涛
申请号：CN202111392031.2
申请日：20211119
公开号：CN114169260A
公开日：
20220311
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种提高储氢高熵合金中氢的扩散速率的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)使用随机化方法建立高熵合金TiZrHfMoNb及其氢化物的模型；(2)使用元素对TiZrHfMoNb 掺杂，得到具有不同晶格畸变的体系；(3)使用从头算分子动力学的方法模拟氢在高熵合金中的扩散；
(4)处理从头算分子动力学模拟的结果，得到氢的均方根位移和扩散系数。
本发明结合第一性原理计算和从头算分子动力学模拟，发现通过增大高熵合金的晶格畸变可以提高氢的扩散速率，这为设计新型储氢材料提供了新的思路。
本发明提供的方法，操作简单，效果显著，克服了通过实验手段无法观察氢在合金晶格中扩散的局限性。
申请人：电子科技大学
地址：610000 四川省成都市高新区(西区)西源大道2006号
国籍：CN
代理机构：成都东恒知盛知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：罗江
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LNG低温储罐泄漏事故危险性分析综述(全文)
第三届中国LNG 论坛论文编号：1260304LNG 低温储罐泄漏扩散危险性分析方法综述张文冬张永信路江华（中国石化青岛液化天然气有限责任公司，山东青岛，266400）摘要:液化天然气（LNG ）低温储罐泄漏可能导致喷射火、闪火、沸腾液体扩展蒸气爆炸和蒸气云爆炸等事故，国内外学者在LNG 泄漏扩散的危险性分析方面取得了一定的理论和实验研究成果。
文章从数值模拟和实地物理模拟两个方面，总结了近年来国内外学者LNG 泄漏事故危险性分析尤其是泄漏扩散方面的成果。
数值模拟方面，介绍了基于不同原理泄漏扩散的数值计算模型，如三维传递模型、高斯模型、经验模型、BM 模型、一维积分模型、浅层模型等的建立及其在LNG 泄漏扩散中的应用，并总结了目前广泛应用于定量风险评估的计算机软件。
物理模拟试验以风洞试验为主，本文归纳了国内外LNG 泄漏试验的研究成果，作为数值模型的验证和进一步补充。
通过对比分析不同的分析研究方法在LNG 储罐泄漏事故中的应用，为进一步研究提供参考，以便更加合理地进行LNG 接收站安全设计。
关键词：LNG 储罐；泄漏；扩散；数值模拟；试验随着社会经济的发展，液化天然气（LNG ）作为一种清洁能源越来越受到人们的普遍关注，其在储存过程中的安全性也备受关注。
液化天然气储罐一旦发生泄漏，将可能导致喷射火、闪火、沸腾液体扩展蒸气爆炸和蒸气云爆炸等事故，会对周围的环境、人员、设备等造成极大危害。
国内外此类事故常有发生，如美国俄亥俄州发生的天然气泄漏事故造成128人死亡和难以计数的财产损失。
许多国家对LNG 的相关设施制定了严格的安全标准，如美国联邦规范将LNG 设备的安全归于管网安全。
国内外学者对于LNG 泄漏扩散危险性分析的理论和试验研究工作已开展多年，并且得到了很多具有实际指导意义的成果。
1.LNG泄漏模型LNG 储罐的泄漏形式包括气相泄漏、液相泄漏和两相流泄漏，不同的泄漏模式对应有不同的泄漏模型。
由于LNG 储罐主要发生液相泄漏和两相流泄漏，这里只介绍这两种泄漏模式的预测模型。
第04章大气污染扩散模型环境保护概论ppt课件
第六节 区域大气环境质量模型
多源大气环境质量模型 区域内大气中某一点的污染物浓度等于背景浓度和各
污染源对该点浓度的贡献值之和：
《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》中排放总量 限值的计算方法
第七节 厂址的选择和烟囱的设计
如果用y0表示烟流半宽度，z0表 示烟流半高度，则有：
封闭型扩散模式
计算简化：
熏烟型扩散模式
假设： D 换成hf（垂向均匀分布）；q只包括进入混合层部分，
则仍可用上面公式
熏烟型扩散模式
第五节 城市及山区扩散模式
城市大气扩散模式
1.线源扩散模式
风向与线源垂直时
边缘效应
城市大气扩散模式
2.面源扩散模式
城市大气扩散模式
2. 面源扩散模式（续）
简化为点源的面源扩散模式（续） 形心上风向距x0处有一虚拟点源，其烟流在形心处宽度正好
与正方形宽度相等
烟流宽度：中心线到浓度为中心处距离的两倍
（正态分布：
）
确定 、 之后即可按点源计算面源浓度
城市大气扩散模式
2. 面源扩散模式（续）
窄烟流模式
某点的污染物浓度主要取决于上风向面单元的源强，上风向 两侧单元对其影响很小
定状态，σ较大，即σ与稳定度密切相关。
扩散参数的确定
P－G曲线法
P－G曲线:Pasquill常规气象资料估算；Gifford制成图表
方法要点
将大气稳定度分为6个等级： A — 极不稳定，B —不稳定，C — 弱不稳定， D — 中性，E — 弱稳定，F —稳定。
太阳辐射
稳定级别 下风距离
P-G曲线图 P-G 表
Eutrophication)
Acid Rain
核废水的放射性物质扩散模拟与预测
核废水的放射性物质扩散模拟与预测核废水是指在核能产生过程中产生的含有放射性物质的废水。
由于核能产生的废水中含有放射性物质，其排放对环境和人类健康造成潜在风险。
为了准确评估核废水的放射性物质扩散情况，科学家们开展了一系列模拟与预测研究。
一、核废水的放射性物质扩散过程核废水的放射性物质扩散是指废水中的放射性物质经过水体或大气的传输和扩散过程。
在水体中，放射性物质会随着水流的流动进行传输，并在水中发生混合扩散。
在大气中，放射性物质会随着气流的传输进行扩散，并受到大气稳定层、风速、湍流等因素的影响。
二、核废水扩散模拟方法1. 水体模拟方法水体模拟方法主要是通过数学模型对核废水的扩散过程进行模拟。
常用的数学模型包括Advection-Dispersion Equation (ADE)模型、Gaussian Plume模型和Lagrangian模型等。
这些模型考虑了水流速度、混合扩散、溶解度等因素，能够较为准确地预测核废水在水体中的传输情况。
2. 大气模拟方法大气模拟方法主要是通过数值模型对核废水在大气中的扩散过程进行模拟。
常用的数值模型包括CALPUFF模型、AERMOD模型和ISC3模型等。
这些模型考虑了大气稳定层、风速、湍流等因素，能够较为准确地预测核废水在大气中的传输情况。
三、核废水扩散模拟与预测的关键参数1. 放射性物质的释放速率放射性物质的释放速率是指核废水中放射性物质的排放速率。
准确估计放射性物质的释放速率对于模拟和预测核废水的扩散过程至关重要。
2. 水体流速和风速水体流速和风速是核废水扩散过程中的重要参数。
水体流速决定了放射性物质在水体中的传输速度，风速决定了放射性物质在大气中的传输速度。
3. 水体和大气的环境特征水体和大气的环境特征包括水体的深度、湍流强度、大气稳定层等因素。
这些因素会对核废水的扩散过程产生重要影响，需要在模拟和预测中予以考虑。
四、核废水扩散模拟与预测的应用核废水扩散模拟与预测的应用主要包括以下几个方面：1. 环境影响评估核废水扩散模拟与预测可以帮助评估核废水排放对周围环境的影响。
AERMOD空气扩散模型在沈阳的应用和验证
８４℃ ， 月气温最高、 平均气温约 ２ ． ； 月 ． ７ 月 ４０℃ １
气温最低 、 月平均气温 一 ． ８ ５℃＿ 。 ６ ～
２ 数据 资料
２ １ 气 象数 据 ．
气象数据来源于 ２０ 年 １ ２月沈 阳观象 台 ０３ ～１ 逐日 观测数据 ， 中包括风向、 其 风速 、 气温 、 云量及混 合层高度 。风向、 风速观测 的高度为 １ ０ｍ。通过绘 制风向玫瑰 图分析得知 ， 沈阳地 区全年盛行偏南风 ，
大气中颗粒物 的来源十分复杂 ， 既有人为源 又
ｌ 环境概 况
沈阳位于 中国东北地 区的南部 ， 松辽平原 的东
收稿 日期 ：０ ６ １ ２ 修订 日期 ：０ ６ ２ ５ ２ ０ 一Ｏ —１ ； ２０ —０ —０ 。 基金项 目 ： 国家科 技攻关计划项 目：０ ３ Ａ １Ａ－０ ２０Ｂ ６４ ５资助。 作者简介 ： 洪斌 ， ， ６ 年生 ， 究员 ， 杨 男 １ ０ ９ 副研 主要从事大气环境科学 方面 的研究 ，－ ａ ｌ ｙｎｌ５ ６ ． ｍ。 Ｅｍ ｉ ａ ａｇ０ ＠１３ｃ ． ｈｏ ｏ
Ａ Ｒ Ｅ ＭＯ 空气 扩散模型在沈 阳的应 用和验证 Ｄ
杨 洪斌 张云海 邹旭 东 刘玉彻
（ 中国气象局沈 阳大气环境研 究所 ， 阳 沈 摘 １０ １） １０６
要 ： 据 ２０ 年 １ １ 根 ０３ － ２月沈阳逐 日大气环境监 测敷据 、 气象数据 以及 Ａ Ｒ Ｄ模 式 系统建 立并验 ２ ０多年前沿续下来 的， 基 本上没有什 么变化。在此期间 ， 科技工作 者已取得
了一些可融入到扩散模拟研究 中的重大科技进步 ， 如行星边界层理论的发展。１９ 年 ， 国气象学会 ９１ 美 和美 国环保局为 了将行星边界层理论引入到扩散模
计算机在环境科学与工程方向的应用
计算机技术与环境应用21世纪是信息时代，作为信息化社会标志的计算机也愈来愈广泛地为人类所掌握和利用。
计算机的便捷和高效性提高着社会的生产力，使人们创造着前所未有的物质财富。
与此同时，人口的快速增长、资源的过度消耗、环境污染和生态破坏等也日益成为全球性重大问题，严重阻碍着社会经济的发展，甚至威胁着人类的生存。
随着人类对物质世界认识的不断深化，生产的发展与环境保护日益统一，需以牺牲人类生存的环境为代价的发展也就失去了它原有的意义。
环境工程学（Environmental engineering）是环境学的一个分支学科，它研究运用工程技术和有关学科的原理和方法，保护和合理利用自然资源、防治环境污染，以改善环境质量的学科；其中包括：提供安全、可口和充足的公共给水，适当处置和循环使用污水与固体废物；建立城市和农村符合卫生要求的排水系统；控制水、土壤和空气污染，并消除这些问题对社会和环境所造成的影响。
该学科涉及到公共卫生领域中的工程问题，消除工业健康危害，为城市、农村和娱乐场所提供合适的卫生设施，以及评价技术进步对环境的影响等。
环境工程学还研究环境污染综合防治的方法和措施，以及利用系统工程方法，从区域的整体上寻求解决环境问题的最佳方案。
随着现代科技的日新月异的发展，计算机技术在环境科学和工程专业领域发挥着越来越重要的作用，对于解决一些环境科学与工程上的问题起到了不可替代的作用。
计算机具有处理信息快、存储容量大、可靠性高、准确性高和可以通信等5个方面特点。
当前亿万计算机用户遍布世界上的各个行业与角落。
计算机在科学计算、信息处理、过程控制、人工智能、计算机辅助功能，如计算机辅助设计（Computer Aided Design，简记CAD）、计算机辅助制造（Computer Aided Manufacturing，简记CAM）、计算机辅助教学（Computer Assisted Instruction，简记CAI）、计算机辅助测试（Computer Aided Test，简记CAT）、以及通讯与网络等方面取得了极为广泛的应用；在环境工程领域也得到了广泛的应用。
运用ISC3模型模拟电厂脱硫后的大气环境影响
排放进行深度治理 ∀ 年排
Π
≥
大气污染扩散模型 ∀ 该模型是基于统计理
该厂年耗煤量
万
燃煤平均含硫量为 1
论的正态烟流模式 使用的公式为目前广泛应用的稳态封闭型 高斯扩散方程 ∀ 主要用于计算包括点源 !面源 !体源 !线源和开 放源的各种工业源排放的 ≥
×≥° °
¬
二氧化硫年均排放质量浓度为 同时可以脱除一定量的
112 ∀
≥
¬
的质 量 浓 度 贡 献 值 如 图
所示 ∀ 应该说明的是
∂ ≤等
¬ 在空气中很活跃 影响因素也十分复杂 但是研究单个污染
模拟范围 选取北京市
≅
源的大气环境影响时 又不可能把整个区域的 气中的光化 学 氧 化 反 应 因 此 暂 且 将 以作为分析该公司 如图
•
¬
的范围 模拟北京京丰热电有限
环 第 卷 第 期
境
科
∞√
学
研
≥
究
∂
运用 ΙΣΧ3 模型模拟电厂脱硫后的大气环境影响
薛志钢 柴发合 段 宁 陈义珍
清华大学 环境科学与工程系 北京
1 中国环境科学研究院 北京
摘要
运用美国 ≥≤ 模型对北京京丰热电有限责任公司现状及采用电子束氨法烟气脱硫后的 ≥
和
¬
排放对环境空气质量的影响进行了模拟 ∀
仅占二级标准的 1
2
结果与讨论
运用 ≥≤ 模型 采用北京市逐时气象资料 模拟北京京丰
≅
远低于空气质量二级标准 仅占二级
∀ 种控制情景下 ≥ ∀≥
热电有限责 任 公 司 对 北 京 市
范围环境空气中
度最大值分别比现状降低了
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统计量 监测 最大值 最小值 平均 相关 （ - !,$ 4 B ’） （ - !,$ 4 B ’） （ - !,$ 4 B ’）系数 %%0 %’! & 2 D! D& #$ D1 20 二倍误差范 围内的点 （ - C）
!$ ’" 源强数据 !$ ’$ %" 点源 点源主要是电厂， 数据中包括： 烟囱高度、 出 口直径、 出口温度、 出口速率、 年运行天数、 日运行 时数、 燃料信息和 ()! 、 *(+ 年排放量。 !$ ’$ !" 面源 下列数据按面源处理： 小道路污染源； 汽车尾气排放源； 排土场； 储煤场； 主要污染源源强数据见表 ’ 。
" 第 !’ 卷
源。模型验证中如果不考虑所有这些源的影响， 就不可能得到理想的结果。 为此 ， 表 ! 给出了伊 敏地区二次扬尘贡献量的估算值， 这种二次扬尘 的组成中包括排土场扬尘， 汽车扬尘等 。
表 !" 二次颗粒物贡献量
季节 二次颗粒物 冬 #$ % 春 #$ %& 夏 #$ #& 秋 #$ #&
’""( 收稿日期 ： !" !%
’; ’; ’- 二次扬尘贡献值
作者简介： 田凤云 （ !)(& ） ， 女， 辽宁昌图人， 工程师
大气中颗粒物的来源十分复杂， 即有人为源 又有天然源， 即有有组织排放源又有无组织排放
0 ! " " " " " " " " " " " " " " " " " " " 沈阳航空工业学院学报" " " " " " " " " " " " " " "
表 !- 环境空气监测点位表
点号 !@ ’@ $@ 6@ &@ (@ 监测点位 牧草地 回填区 回填区 采场道路外侧 !" = 露天储煤场 牧草地 相对首采区方向 ? A， 6B= A+A， "; #B= A?A， !; !’ B= 采场内 + A?A， !; !6 B= 功能区 牧- 区 采- 区 采- 区 采- 区 采- 区 牧- 区
气 扩 散 模 型 在伊 敏 矿 区 的 验 证 与 应 用
田凤云- 李晓红
（ 中煤国际工程集团沈阳设计研究院 ， 辽宁 沈阳 - !!""!&）
*+,$ 是美国环 保局提出的一个适用于分析和测定固定工业源泄放的扩散模型， 摘- 要： 其是否能 在我 国伊敏矿区应用， 是需要验 证的。为此， 利 用 ’""& 年伊 敏地区 的大气 环境监 测数据 和气象 数据以及 *+,$ 模式系统建立并验证了空气扩散模型 。验 证结果表 明， 颗 粒物的监测 日均值和模 拟日均值的相关性比 +.’ 要好。 关键 词： 伊敏矿区；*+,$ ； 空气扩散模型；模型验证 /%’! 中图 分类号： 0 文献标识码：
! - 环境概况
伊敏矿区位于伊敏河中游的伊敏乡境内， 属 内蒙古自治区呼伦贝尔盟鄂温克自治旗管辖。 地 理坐 标 为： 东 经 !!)7$)8 ’"9 : !!)76(8$&9 ， 北纬 6%7$$8""9 : 6%7$(8’69 。 年平均 气 温 3 ’; 6< ， 年 平 均 降 水 量 $&6; #$==， 年平均蒸发量 !!((; "== 。年冻冰期为 )
- - 多年来， 在点源污染浓度估计方面人们一直 采用高斯模式作为法规模式， 它可以用最简捷的 方式最大限度地将浓度场与气象条件之间的物理 联系及观测事实结合起来。!))! 年， 美国气象学 会 （ 01+ ）和美国环保局为了将行星边界层理论 引入到扩散模型的研究中， 组成了一个专门的委 员会并提出了 适用于固定工业 源泄放的扩散 模 型— — —*+,$ 。该模型可对污染物质的浓度分布、 危险范围以及持续时间等问题进行预测和评估。 与任何其他模型一样， 在将 *+,$ 空气扩散模 型应用到伊敏矿区之前， 需要对它进行验证。对 于伊敏地区的空气扩散模型， 最经济的验证方法 就是利用伊敏矿区现有的污染源排放清单和环境 现状监测资料进行验证。 一般来说， 大气扩散模型 （如 021+ 3 城市和 0451.2） 在地形相对平坦 的条件下， 可以使 用 单点气象站的气象要素进行浓度模拟。在本研究 中， 使用 ’""6 年伊敏地区逐日气象观测数据验证 了 *+,$ 空气扩散模型在伊敏矿区的可应用性。
’""(年!" 月 第 ’$ 卷 第& 期
沈阳航空工业学院学报 C7DEFGH 7I +JKFLGFM *FNOPODOK 7I 0KE7FGDOP>GH 4FMPFKKEPFM
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*+,$ 大
（ ’）考虑了对流条件下浮力烟羽和混合层顶 的相互作用； 5(6’ 模式系 统包括 5(6’ （ 大 气扩散模 型 ） 、 789:8* （气象数据预处理器） 和 789:7+ （ 地形 数据预处理器） 。
1 " 模拟结果分析
1$ %" 颗粒物 一般来说， 实际监测 到的颗粒物浓度应由 ’ 部分组成 ， 即本地有组织排放源、 本地二次扬尘源 和远距离输送过来的浓度贡献， 用公式表示如下 ： 64 ? 6% @ 6! @ 6’ （%） 式 （%） 中 6% 为 用清 单中 的颗 粒 物源 强 和 5(6’ 模型预测出来的浓度 ； 6! 为背景点 % A 点位 6’ 为二次扬尘的贡献 。表 1 给出 的颗粒物浓度 ； 了所有点位颗 粒物的监测值和 模拟值的统计 结 果。
月下旬到翌年 6 月下旬， 平均结冰日数 ’6&; ’ 天， !6! ， 平均积雪日数 天 最大达 !(" 天 。 平均积雪 厚度 !"; ’6>=， 最大 ’’>=， 永 久冻 土 厚度 ’; ’’ 米。
’ - 原始数据
’; !- 气象数据 气象数据来源于伊敏地区的同步气象观测数 据， 其中包括风向、 风速、 气温、 云量。气象观测的 高度是 !"= 。通过绘制风向玫瑰图分析得知 ， 矿 区属中温带大陆性气候 ， 冬季寒冷漫长 ， 夏季温凉 短促 ， 春秋两季气温变化急促， 且春温高于秋全年 盛行 ++4 风， 冬季盛行 ++4 和 +4 风。 ’; ’- 监测数据 ’; ’; !- 监测点位 监测数据来源于现场观测数据。表 ! 给出了 ( 个环境监测点位的名称、 位置， 功能区性质。在 每个点位监测 颗粒物，+.’ 和 ?./ 的 日均浓度。 其中 !@点位在矿区上风向 ， 代表清洁点位 。