大气环境容量测算模型简介(环发[2003]141号)

合集下载

大气环境质量评价模型与预测方法研究

大气环境质量评价模型与预测方法研究

大气环境质量评价模型与预测方法研究随着人类经济活动的快速发展,大气污染问题成为全球面临的严峻挑战之一。

为了有效地监测和评估大气环境质量,并预测未来的发展趋势,研究大气环境质量评价模型和预测方法变得尤为重要。

本文将介绍几种常用的大气环境质量评价模型和预测方法。

首先,常见的大气环境质量评价模型之一是多元线性回归模型。

该模型通过对大气污染源和环境因素进行多维度的分析,建立了预测大气环境质量的数学模型。

利用历史数据和相关指标,该模型可以预测未来一段时间内的大气环境质量水平。

然而,由于该模型无法考虑到各种复杂的影响因素之间的相互作用,其预测结果可能存在一定的误差。

其次,支持向量机(Support Vector Machine, SVM)也是一种常用的大气环境质量评价模型。

SVM是一种非线性分类和回归模型,通过建立一个有效的决策边界来实现不同类别数据的分类。

在大气环境质量评价中,SVM可以将大气污染数据映射到高维空间,并在此空间中构建一个最佳的分类超平面。

通过对大气污染数据的训练和测试,该模型可以预测未来的大气环境质量水平。

然而,SVM模型的建立需要大量的数据和计算资源,且对数据的质量和特征选择非常敏感。

此外,基于人工神经网络(Artificial Neural Network, ANN)的模型也被广泛应用于大气环境质量评价与预测中。

ANN模型可以模拟人脑神经元的工作原理,通过神经元之间的连接和权重调整来学习和记忆输入输出之间的关系。

在大气环境质量评价中,ANN模型可以通过对大气污染源和环境因素进行训练,实现对未来大气环境质量水平的预测。

由于ANN模型的灵活性和强大的拟合能力,其预测准确性常常优于其他模型。

然而,ANN模型也存在一些问题,如训练时间较长、模型参数的选取和调整需谨慎等。

除了上述模型,还可以利用时间序列分析模型进行大气环境质量的预测。

时间序列分析是基于时间相关性的一种统计方法,可以用于分析时间序列数据的趋势、周期性和季节性等特征。

大气环境容量测算模型研究20152207014 李建文

大气环境容量测算模型研究20152207014 李建文

大气环境容量测算研究(20152207014 环境工程建文)摘要:中国城市的大气污染相当严重,对城市大气污染物实施总量控制将是控制城市大气环境管理污染的主要手段。

人们对空气污染问题的关注促进了空气质量数值模式的发展,至今空气质量模式已经发展了三代。

目前,国外常用的模式有ISC3,ADMS,AERMOD,Models-3,CAPPS等。

本文主要介绍国外应用的一些大气环境容量模型,了解各种模型的应用效果,根据实际问题的需求选择合适的空气质量模式,为测算地区环境容量提供依据。

关键词:大气,环境容量,模型Abstract: The people's concern to the air pollution problem promoted the development of air quality numerical model. Up to the present, the air quality model has already developed for three eras. Currently, the common models contain ISC3, ADMS, AERMOD, Models-3, CAPPS etc in domestic and international. The right model should be selected by actual problem. The calculation models for the atmospheric capacity are introduced in this paper, and the applicability of all kinds of models is analyzed. According to the need of actual situation choose relevant air quality model, providing rationale for calculating regional environmental capacity.Key words: Atmosphere; Environmental capacity; Model.一、前言随着我国工业、交通和建筑业的蓬勃发展,以二氧化碳、氮氧化物和悬浮颗粒物为主的大气污染日趋严重,已经成为我国政府和社会共同面临的严峻问题。

CALPUFF模式测算大气环境容量问题探讨

CALPUFF模式测算大气环境容量问题探讨
山 西 青 年
科 技 论 坛
C A L P U F F 模式测算大气环境容量 问题探讨

7 1 0 0 5 4 摘
Hale Waihona Puke 琴 姚 阿 漫 陕西 西安
长安 大学环境 科学与工程 学院
要 :为合 理规 划城 市发展 , 科 学布置z . _ , t k N区 及企业 ,评估城 市区 由于各 地区 的实 际情况 各异 ,需要 对模 式直接 计算 出来 的结果 域 范围内大气环境容量状况等 ,需要科学的测算大气环境容量。本文针 进 行相 关性 检验和修 正 ,一般 要 求模拟 与实 测值线 性相 关系数 达到 对c A L P u F F 模 式在计算大气环境容量 中的具有特点、优势及其 问 题进行 0 6 以上 ,且检 验样 本 天数在 1 O O d 以上 为宜 。某 一地 区空 气污 染物 探讨 的来源 主 要有 本 地 污染 源 贡献 、背景 值 和境 外 污染 贡献 等 , 再 加上 关 键词 :C A L P I J F F ;环境容量测算;控制 目 标 虑 各种 污 染物 的 自然 净化作 用 ,即 :C实 测 =C 槲 +C 背 景 +C 境 外 或 = 次 +A 。 。其 中 ,C 为实 际监 测的 污染物 浓度 ( mg / m。 ) ;C { c 【 模 型模 大 气环 境容 量是指 根据 大 气 自然净化 能力 ,在 区域 内特定 污染 拟 的浓度 ( r r g / m3 )C ” 境 外污 染贡献 和本 地二 次扬 尘贡献 ( mg / 源 布局 和结 构条 件下 ,达到 环境 目标值 所 允许 的大气 污染 物最 大排 m。 ) ;A 。 其 它贡献 因子(如 自然 净化 和沉 降等 ) 。将 实测 数 据与模 拟 放 量 。我 国大气 污染 防治 工作 从点源 治理 到集 中控 制、从 城市 环境 浓度 进行 对 比验 证模 型。 综 合 整治到 区域 污染 控制 、从 浓度 控制到 总量 控制 的转 变 ,大气环 3 . C A L P U F F 进行容 量测 算 中的问题 境 保护 的法 规 、标准 及管理 体 系已初 步形 成 ,但面 临的 大气污 染 防 首 先 ,环境 容量 由两 类 因素 决定 : 一类 是 自然 因素 ,即污 染物 治 工作 ,尤 其是 现各 大城市 频 繁出现 的雾 霾天 气等 问题仍 然严 峻 。 在 大 气 中 的输 送 、扩 散 、 干湿 沉 积 以及 各种 化 学 清 除与 转 化过 程 为使污 染物 总量 的控 制与环 境容 量和 污染 源挂 钩 ,有效促 进环 境管 等 : 另一 类是 社会 因素 ,包 括 污染 源的 布局 、污 染物 的种 类与 排放 方 式 、控 制点 的选取 、环境 目标值 的 确定 等 J 。 在实 际运 用 中 , 理 的科 学化 和系统 化 ,需要测 算大 气环境 容量 。 现 在 我 国测 大气 环境 容量 一 般 有 A —P 值法和多源模式法 。 环境 容量研 究都 是基 于统计 方 法来进 行 的 ,不 能全面 反映 实际 容量 CA L P U F F 模 式测 算大 气 环境容 量 属多源 模 型法 ,该 空气 污染 扩散 变化 ,从 技 术上分析 ,各 要素 均会 对结 果产生 无法避 免 的误差 ,导 模 型能 建立起 污 染源 、地 区地形 和气 象条 件与 污染物 浓度 的动 态响 致测 算结 果 与实际有 出入 。其 次 ,影响环 境容 量核算 精确 度的 重要 应 关系 ,根 据模拟 得到 区域 内 的浓度 ,反 推得到 污染 物排 放总 量。 因素 是基 础 资料 的准确 性 和详尽 性 。C AL P UF F 模 式本 身 具有 较强 该 模式 可模拟 几十 米到 几百 公里 的 区域 ,尤其在 区域 范 围较广 和复 的复 杂性 ,对计 算数 据要 求较 高 ,从 气 象资料 来说 ,目前 国 内气 象 杂地 形 条件下 具有 突出优 势, 近 年来 在 国内 已有成功 的使 用经验 。 站一般 只提 供一 日四次地 面气 象数据 ,而模 型 需要逐 时地 面气 象数 本 文 主要针 对 C AL P U F F 模 式 测算 大气 环境容 量 中可 能遇 到 的 据 和一 日两次 探 空数 据 ;从 排 放源 数 据来 说 ,在 污染 源 调查 中, 没 问题进 行讨 论 ,并从模 型修 正 、污染 源数 据调 查 、容 量计 算等 方面 有 区分排 放 的时 间谱 ,在 计算 的 时候 将 一年 的排放 量分摊 到整个 各 应 注意 的关键 问题 。 J J q ] l ' " 中,产 生较 大误 差 ,另外 ,由于人 为的原 因 ,在 统计 时易 对容 C AL P U F F 模 型简介 量测 算结 果影 响较大 的参 数如地 理 坐标 、烟气 温度 、烟气 流速产 生 CAL P UF F 模 式 系 统包 括 边界 层 气 象模 式 CAL ME T 、污染 物 错误 ,这 些 都会 影 响模 拟 的结果 。此 外 ,虽然CAL P U F F 模 型能 考 扩 散模 式CAL P UF F 和 后 处 理软 件 CAL P OS T 三 大 部分 。其 中 , 虑 污染 物在 考虑 传输过 程 中的化 学过程 ,但 是 由于 目前 的监 测条件 C AL ME T 是 一个 在三维 网格 化的模 式 区域 中的逐 时风场 、温度 场气 限制 ,很 多 资料 无法 满足 要 求 ,如 臭氧 的小 时浓度 文件等 ,导致 在 象模 型 ,其初 始气 象场 数据 可使 用 区域 地 面 、高 空气 象观 测资料 , 模拟 中化 学反应 过程 几乎 没有考 虑 ,而污 染物 尤其是氮 氧 化物等 在 通 过诊 断模式 获得 ;也 可使 用 中尺度 气象 预测模 式 ( 例 ̄ Z 1 ] MM5 ) 的输 传输过 程 中转化 的量是 很大 的。 出资料 。CA L P UF F 是 一个 传输 和扩 散模 式 ,模拟 污 染物作 为烟 团 三、结 语 从源 排放 后 的平流 输送 以及沿 途扩 散和 转化 过程 ,准 确的 气象场 模 从 现 有 的研 究成 果看 ,在 区域尺 度范 围下 ,利用 大气 边界层预 拟是 C A L P U F F 模 式浓 度预测 质量 的前提 。C AL P U F F 模式 系统理 论 测模 式C AL P UF F 计算 复杂 地 形及 气象 条件 下的 区域大 气环 境容 量 基 础较 为完 善 , 考 虑 了气 象条 件 、地形 条 件 、城 市 建筑 物 的下 洗过 是有 效 的方 法, 也 是将 来大 气环 境容 量研 究 的主要 方 向。 为得到 更 程 、污染 源排 放高度 、污 染源排 放状 况等诸 多 因素的 影响 。 好 的模拟效 : 果 ,需得 到满 足精度 要 求的气 象数 据 、尽 量客 观详 实的 排 放源 数据 及更 全面 的考虑 传输过 程 中的化学反 应过程 。 二 、容量测 算 问题讨论 在 实 际 研 究 中 ,为 考 虑 区域 环 境 功 能 区 划 、合 理 进 行产 业 参 考文 献 : 布 局 等 ,我 们 需 要 控 制 大 气 环 境 的 总 量 以 及 优 化 环 境 目标 。 以 [ 1 ] 李云生 , 谷清, 冯银厂 , 等 . 城 市 区域 大气环 境容 量 总量控 制技 CAL P UF F 大气 扩散 模型 和性 优化 模 型相 结合 的方 式 ,以 区域环 境 术指 南北京 【 S ] : 中国环境 科学 出版社 , 2 0 0 5 . 质量 目标 为约 束条 件 ,模 拟 区域 的大气 环境 浓度 ,在 浓度达 标 的条 [ 2 】 房春 生 , 李娟 , 孟 赫, 等. 规划 环评 中大 气环境 容量核 算及 总量控 件下 反推测 算 大气环境 容 量。 制研 究 [ J ] . # 1 - 蒙古师范大 学学报 ( 自然科学汉文版) 2 0 0 8 , 3 7 ( 4 ) : 5 5 0 —

大气环境容量估算

大气环境容量估算

基本资料需求
开发区范围和面积 区域环境功能分区 第i个功能区的面积Si 第i个功能区的污染物控制浓度(标准浓度限 值)Ci 第i个功能区的污染物背景浓度Cbi


计算基本步骤
根据所在地区,按GB/T13201-91表1查取总量控制系 数A值(取中值) ② 确定第i个功能区的控制浓度(标准年平均浓度限值) Ci ③ 确定各个功能区总量控制系数Ai值: ④ 确定各个功能区允许排放总量 ⑤ 计算总量控制区允许排放总量 允许排放总量是对新开发区大气环境容量的一个估计, 要将其转变为建议的总量控制指标,还需要考虑开发 区的发展定位、布局、产业结构、环境基础设施建设 等因素。 以上方法原则上只适应于大气SO2环境容量的计算, 在计算大气PM10的环境容量时,可作为参考方法。

大气环境容量的基本属性

特定地区的大气环境容量与以下因素有关: 涉及的区域范围与下垫面复杂程度 空气环境功能区划及空气环境质量保护目标


区域内污染源及其污染物排放强度的时空分布
区域大气扩散、稀释能力 特定污染物在大气中的转化、沉积、清除机理
大气环境容量估算的程序


选择因子:选择总量控制指标(烟尘、粉尘、SO2)作 为容量计算的因子 确定目标:对所涉及的区域进行环境功能区划,确定各 功能区环境空气质量目标 分析现状:根据环境质量现状,分析不同功能区环境质 量达标情况 估算容量:结合当地地形和气象条件,选择适当方法, 定量计算涉及区域的大气环境容量即满足环境质量目标 的前提下污染物的允许排放总量) 建议总量:根据区域大气环境容量,结合开发区规划分 析和污染控制措施,提出区域环境容量利用方案和近期 (按五年计划)污染物排放总量控制指标。

大气环境质量评价与预测模型

大气环境质量评价与预测模型

式中:
Si
Ki1 Si
Ci——第i种污染物的实测浓度;
Si——第i种污染物的环境质量标准;
K——评大价气质因量子指数总的数分级。
分级
清洁
轻污染
中污染
重污染
I上
<0.6
0.6~1.0
1.0~1.9 1.9~2.8
大气污染水平
清洁
大气质量标准 警戒水平 警报水平
极重污染 >2.8
紧急水平
3.1 大气环境质量现状评价
PSI是在全面比较6个因子后,选择污染最重的分数指 数报告大气环境质量的,突出了单因子的作用,使用方便, 结果简明。
3.1 大气环境质量现状评价
化学工业出版社
(7)格林大气污染综合指数
I1a1Sb 1 8.0 4S0.431 I2a2C b 2 2.6 6 C 0 .576
然后将两个污染物指数加以平均,得到污染综合指数(I):
化学工业出版社
(2)均值型大气质量指数
I北

1CSO2 2 SSO2

C漂尘 S漂尘
I南1 3 C SS SO O 2 2 C S漂 漂尘 尘 C SN NO O 2 2
I广1 3C SS S2 O 2 OC S漂 漂尘 尘 C C S S2 2 O OC C 漂 漂尘 尘
3.2 大气环境影响预测模型
化学工业出版社
(3)大气边界层风场
u2

u1
z2 z1
m
式中 :u2——烟囱出口处平均风速,m/s; z2——烟囱出口处的高度,m;如果z2>200,则取
气温
湿度
(1)主要气 象要素


3.2 大气环境影响预测模型

大气模型发展简史与简介

大气模型发展简史与简介

大气模型发展简史与简介1.1 第一代空气质量模型―高斯模型和拉格朗日烟团轨迹模型第一代空气质量模型主要包括了高斯扩散模型和拉格朗日轨迹模型。

这两类模型都是利用风的运动轨迹来模拟近地层大气层中复杂的物理和化学过程。

它的物理表述即模拟均匀混合的大气物质沿风向运动的情况。

在大气物质从地面向高层运动的过程中,其运动规则受到垂直方向上风速以及温度的不均匀分布的影响而不断的发生变化。

具体过程见图。

1. EIAA (典型高斯)适用于<50km的区域EIAA大气环评助手“是宁波环科院六五软件工作室开发的软件。

《HJ/T2.2-93 环评导则-大气环境》、《JTJ005-96 公路建设项目环评规范-大气部分》,中国环境影响评价培训教材等文献中推荐的模型和计算方法作为主要框架,内容涵盖了导则中的全部要求,并进行了适当地拓展与加深。

可以处理点源、面源、体源、线源对于预测计算结果,可以查看§各接受点地面高程及其等高线图§各接受点的背景浓度及其分布图§各污染源的浓度和总的浓度及其分布图§各污染源的分担率及其分布图§各污染源或总的浓度的平均评价指数和超标面积§还可以任意改变各污染源的排放率(排放强度)以观察不同排放率下的浓度变化情况§也可查看任意一个横截面或竖截面上的浓度变化图广泛应用的版本是EIAA2.5,EIAA2.6。

版本中均有bug,大家谨慎使用。

2. aermod(稳态高斯)适用于<50km的区域AERMOD由美国国家环保局联合美国气象学会组建法规模式改善委员会(AERMIC)开发。

AERMIC的目标是开发一个能完全替代ISC3的法规模型,新的法规模型将采用ISC3的输入与输出结构、应用最新的扩散理论和计算机技术更新ISC3 计算机程序、必须保证能够模拟目前ISC3能模拟的大气过程与排放源。

20世纪90年代中后期,法规模式改善委员会在美国国家环保局的财政支持下,成功开发出AERMOD扩散模型。

大气模型发展简史与简介

大气模型发展简史与简介

大气模型发展简史与简介1.1 第一代空气质量模型―高斯模型和拉格朗日烟团轨迹模型第一代空气质量模型主要包括了高斯扩散模型和拉格朗日轨迹模型。

这两类模型都是利用风的运动轨迹来模拟近地层大气层中复杂的物理和化学过程。

它的物理表述即模拟均匀混合的大气物质沿风向运动的情况。

在大气物质从地面向高层运动的过程中,其运动规则受到垂直方向上风速以及温度的不均匀分布的影响而不断的发生变化。

具体过程见图。

1. EIAA (典型高斯)适用于<50km的区域EIAA大气环评助手“是宁波环科院六五软件工作室开发的软件。

《HJ/T2.2-93 环评导则-大气环境》、《JTJ005-96 公路建设项目环评规范-大气部分》,中国环境影响评价培训教材等文献中推荐的模型和计算方法作为主要框架,内容涵盖了导则中的全部要求,并进行了适当地拓展与加深。

可以处理点源、面源、体源、线源对于预测计算结果,可以查看§各接受点地面高程及其等高线图§各接受点的背景浓度及其分布图§各污染源的浓度和总的浓度及其分布图§各污染源的分担率及其分布图§各污染源或总的浓度的平均评价指数和超标面积§还可以任意改变各污染源的排放率(排放强度)以观察不同排放率下的浓度变化情况§也可查看任意一个横截面或竖截面上的浓度变化图广泛应用的版本是EIAA2.5,EIAA2.6。

版本中均有bug,大家谨慎使用。

2. aermod(稳态高斯)适用于<50km的区域AERMOD由美国国家环保局联合美国气象学会组建法规模式改善委员会(AERMIC)开发。

AERMIC的目标是开发一个能完全替代ISC3的法规模型,新的法规模型将采用ISC3的输入与输出结构、应用最新的扩散理论和计算机技术更新ISC3 计算机程序、必须保证能够模拟目前ISC3能模拟的大气过程与排放源。

20世纪90年代中后期,法规模式改善委员会在美国国家环保局的财政支持下,成功开发出AERMOD扩散模型。

城市大气环境容量核定技术报告编制大纲

城市大气环境容量核定技术报告编制大纲

城市大气环境容量核定技术报告编制大纲根据国家环境保护总局《关于印发全国地表水环境容量和大气环境容量核定工作方案的通知》(环发[2003]141号)和《关于加强环境容量测算工作的通知》(环办[2003]116号)的精神,制定本《城市大气环境容量核定技术报告编制大纲》(以下简称《大纲》)。

本技术大纲按照国家环保总局环发[2003]141号文附件二“全国环境保护重点城市大气环境容量核定工作方案”(以下简称“工作方案”)的基本要求、基本方法和技术路线,提出城市大气环境容量核定的主要技术内容和要求。

本大纲将作为国家验收113个大气污染防治重点城市和两控区城市大气环境容量核定的基本技术要求,各城市应参照本大纲编写技术报告。

根据“工作方案”的要求,各地报送大气环境容量核定技术报告时,须将有关的原始数据(包括源排放清单、污染源位置图、气象条件、容量测算区域面积、城市各功能区划图以及各功能区划面积等相关数据)同时上报(数据以电子版形式上报),以便总局组织进行复核和复查。

各地上报的大气环境容量核定技术报告应包括如下内容:报告名称×××市大气环境容量核定技术报告报告内容报告应包括八章内容:第一章城市概况1.1城市基本情况包括城市地形、河流、气候等自然情况概述,人口、经济、社会发展情况概述,居住环境和道路交通情况概述。

1.2城市能源结构2002年燃料结构、燃料消耗数量;分析近年来(最好分析1990~2003年统计数据)城市能源结构变化趋势。

第二章控制区确定2.1大气环境功能区划以2002年为基准年,阐明城市大气环境功能区划情况。

功能区区划要覆盖包括城市所辖区县在内的全部范围。

2.2确定控制区控制区分两个范围:一个是全市范围,称为城市控制区,一个是城区范围,称为城区控制区。

城区控制区范围主要依据城市规划建成区确定的区域;考虑部分城市城郊正在建设或已发展成为工业园区,为加强统筹管理,也可合并到城区控制区。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

附件二:大气环境容量测算模型简介说明:本部分内容是“重点城市大气环境容量核定工作方案”中提到的各推荐模型的简介,主要目的是为了使各城市了解各模型的功能和基本原理,同时,了解如选用该模型,都需要准备哪些输入数据,以便各城市根据本市的实际情况,提前准备。

第一部分大气扩散烟团轨迹模型1 大气扩散烟团轨迹模型简介该模型由国家环境保护总局环境规划院开发。

烟团扩散模型的特点是能够对污染源排放出的“烟团”在随时间、空间变化的非均匀性流场中的运动进行模拟,同时保持了高斯模型结构简单、易于计算的特点,模型包括以下几个主要部分。

1.1 三维风场的计算首先利用风场调整模型,得到各预测时刻的风场,由于烟团模型中释放烟团的时间步长比观测间隔要小得多,为了给出每个时间步长的三维风场,我们采用线性插值的方法,利用前后两次的观测风场内插出其间隔时间内各个时间步长上的三维风场,内插公式如下:[] ()tttn n itVtVtVVi∆-=⋅-+=1212 1)( )( )(式中: V(t 1)、V(t 2)—分别为第1和第2个观测时刻的风场值;t ∆—烟团释放时间步长;n —为t 1、t 2间隔内的时间步长数目;V i —表示t 1、t 2间隔内第i 个时间步长上的风场值。

1.2 烟团轨迹的计算位于源点的某污染源,在t 0时刻释放出第1个烟团,此烟团按t 0时刻源点处的风向风速运行,经一个时间步长t ∆后在t 1时刻到达P 11,经过的距离为D 11,从t 1开始,第一个烟团按P 11处t 1时刻的风向风速走一个时间步长,在t 2时刻到达P 12,其间经过距离D 12,与此同时,在t 1时刻从源点释放出第2个烟团,按源点处t 1时刻的风向风速运行,在t 2时刻到达P 22,其经过的距离为D 22,以此类推,从t 0时刻经过j 个t ∆,到t j 时刻共释放出了j 个烟团,这时,这j 个烟团的中心分别位于Pij ,i=1,2,…j ,设源的坐标为(Xs ,Ys ,Zs(t)),Zs(t)为t 时刻烟团的有效抬升高度,Pij 的坐标为(Xij ,Yij ,Zij ),u 、v 分别为风速在X 、Y 方向的分量,则有如下计算公式:t 1时刻:211211111001100110011)()()](,,,[)](,,,[)](,,,[s s s s s s s s s s s s s s Y Y X X D D t t Z Y X t W Z Z t t Z Y X t V Y Y t t Z Y X t U X X -+-==∆⋅+=∆⋅+=∆⋅+=t 2时刻:2222222222112211221122211122111211121121111111111121111111111211111111112)()()](,,,[)](,,,[)](,,,[)()(],,,[],,,[],,,[s s s s s s s s s s s s s s Y Y X X D D tt Z Y X t W Z Z t t Z Y X t V Y Y t t Z Y X t U X X Y Y X X D D D D tZ Y X t W Z Z t Z Y X t V Y Y tZ Y X t U X X -+-==∆⋅+=∆⋅+=∆⋅+=-+-+=+=∆⋅+=∆⋅+=∆⋅+=以此类推,到tj 时刻,共释放出j 个烟团,这些烟团最后的中心位置分别在Pij ,Xij ,Yij ,Zij ,i=1,2,… j ,对于第i 个烟团有:2)1(2)1(11)1()1()1(1)1()1()1()1(1)1()1()1()1(1)1()()(],,,[],,,[],,,[---=----------------+-+==∆⋅+=∆⋅+=∆⋅+=∑j i ij j i ij j i jk ik ji j i j i j i j j i ij j i j i j i j j i ij j i j i j i j j i ij Y Y X X D D D t Z Y X t W Z Z t Z Y X t V Y Y t Z Y X t U X Xj i D 为i 个烟团从源点释放后到tj 时刻所经过的距离。

1.3 浓度公式由前一个小节的计算,已找到由S 点(Xs ,Ys)的污染源释放出来的所有烟团在第j 个时刻所处的位置,这样S 处的污染源在第j 个时刻在地面某接受点R(X 、Y 、0)处造成的浓度就是所有i 个烟团的浓度贡献之和。

考虑中心位于Pij 的烟团对R 点的浓度贡献,则有:()⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆⋅-=∆⋅-=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡--=⋅⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡--=⋅⋅⋅⋅=222222322)(2)(2)()2(z d d b y ij Y x ij X db Z Y X zy x si t j V EXP C t j b EXP C Y Y EXP C X X EXP C C C C C C Q C σσσσσσπ式中:Qs —源强,mg/s ;z y x σσσ、、:—X 方向、Y 方向、Z 方向的大气扩散参数,m ;Cx 、Cy 、Cz :—X 、Y 、Z 方向扩散项,Cz 在后面给出算式; C b 为污染物转化项,b 为转化率,1/s ; C d 为污染物沉降项,V d 为沉降速率,m/s 。

由于考虑到烟团对混合层的穿透作用及混合层对烟团的反射作用,垂直扩散项分以下几种情况讨论:当混合层高为零时(即无混合层时)有:⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡--+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+-=22222)(2)(z ij z ij z Z Z EXP Z Z EXP C σσ计算地面浓度时,Z=0,则有:)2(22zijz Z EXP C σ-=当混合层高度Zi 不为零时,垂直扩散项分以下几种情况计算。

设排放源几何高度为hs ,混合层高度为Zi ,令hs -Z Z i 'i =,设烟气抬升高为h ∆(烟气抬升高度用“国标HJ/T2.2-93”推荐的模式计算),我们可定义烟气穿透率:hZ p i ∆-='5.1,按不同的P 值,分别计算Cz 。

当P=0,即'32i Z h ≤∆时,认为污染物全在混合层内,按封闭性扩散式计算,即污染物在混合层与地面间多次反射。

∑-=-=NNn zi ij z nZ Z EXP C ]2)2([22σ式中:N -为反射次数,一般取为N=4即可。

当P >1时,即'2i Z h >∆ 时,认为污染物完全穿透混合层,并在混合层以上的稳定层中扩散,由混合层的阻挡而不能到达地面,这时令Cz=0。

当0<P<1,即''232i i Z h Z <∆<时认为是部分穿透情形,这时有部分污染物抬升到混合层以上,而(1-P )部分被封闭在混合层以内,Cz 按下式计算:21z z z C C C +=许多文献认为穿透到混合层以上的污染物被阻挡后不能向地面扩散,当地区大气层结处于中性偏稳定结构时,混合层对污染物的阻挡作用并不是很强,这时可设计成让这部分烟团在)(h hs Z Z ij ij ∆+=高度上向下扩散,则有:)2(221zijz Z EXP P C σ-⋅=而(1-P )部分的烟团在Zi 处按封闭扩散:]2)2([)1(222∑-=---=NN n zi ij z nZ Z EXP P C σ1.4 大气扩散参数1.4.1 有风时扩散参数σy 、σz 的确定(0.5h 取样时间)(1) 平原地区农村及城市远郊区的扩散参数选取方法如下:A 、B 、C 级稳定度直接由表1.4-1和表1.4-2查算,D 、E 、F 级稳定度则需向不稳定方向提半级后由表1.4-1和表1.4-2查算。

(2) 工业区或城区中的点源,其扩散参数选取方法如下:A 、B 级不提级,C 级提到B 级,D 、E 、F 级向不稳定方向提一级,再按表1.4-1和表1.4-2查算。

(3) 丘陵山区的农村或城市,其扩散参数选取方法同工业区。

1.4.2 小风和静风(U 10<1.5m/s) 时,0.5h 取样时间的扩散参数按表1.4-3选取表1.4-3 小风和静风扩散参数的系数01γ、02γ()T z y x0201,γσγσσ===1.5 烟气抬升公式1.5.1 有风时,中性和不稳定条件的烟气抬升高度△H (m )(1)当烟气热释放率Q h 大于或等于是2100KJ/s ,且烟气温度与环境温度的差值△T 大于或等于35K 时,△H 采用下式计算:121-=∆U H Q n H n hn osh T TQ P Q ∆=υα35.0 αT T T s -=∆式中: n o ——烟气热状况及地表系数,见表1.5-1;n 1——烟气热释放率指数,见表1.5-1;n 2——排气筒高度指数,见表1.5-1; Q h ——烟气热释放率,KJ/s ;H ——排气筒距地面几何高度,m ,超过去240m 时,取H =240m ;P a ——大气压力,hP a ;Q v ——实际排烟率,m 3/s ;△T ——烟气出口温度与环境温度差,K ; T s ——烟气出口温度,K ; T a ——环境大气温度,K ;U ——排气筒出口处平均风速,m/s 。

表1.5-1 n o 、n 1、n 2的选取(2)当1700 kJ /s <Q h <2100KJ/s 时,()400170021-∆H -∆H +∆H =∆H h Q()()U Q U Q D V h h s /1700048.0/01.05.121--+=∆H式中: V s ——排气筒出口处烟气排出速度,m/s ;D ——排气筒出口直径,m ;△H 2——按(1)方法计算,n o 、n 1、n 2按表1.5-1中Q h 值较小的一类选取;Q h ,U ——与(1)中的定义相同。

(3)当Q h ≤1700kJ/s 或者△T <35K 时,()U Q D V H h s /01.05.12+=∆1.5.2 有风时,稳定条件按下式计算烟气抬升高度△H(m)。

3/13/13/10098.0-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∆U dZ dT QH hα 1.5.3 静风和小风时,按下式计算烟气抬升高度△H(m).。

8/34/10098.050.5-⎪⎭⎫⎝⎛+=∆H dZ dT Qhα但dZdT α取值不宜小于0.01K/m 。

2 模型运行所需数据数据文件1:共四行: 第1行:X 方向网格点的数目(MX ),Y 方向网格点的数目(MY ),Z 方向风的观测数据层数目(MZ ),最大有效烟团数(NT ,默认110),污染源数目(MSC ),气象观测小时数目(NTimes ),稳定度数目(NeleTa ,默认24);第2行:烟团的时间步长(分,默认30.0) 第3行:X 方向步长(m ,默认1000.0),Y 方向步长(m ,默认1000.0),大气压力(hPa ,默认1013.25),规划区类型(1农村,2城市);第4行:化学转化率1/s ,沉降速率m/s ;数据文件2:网格点上的背景浓度值,单位mg/m3;((C1(I,J),I=1,MX),J=1,MY)数据文件3:网格点上的高程(地形值),单位m;数据文件4:共六部分。

相关文档
最新文档