mapinfo-大气环境容量测算模型
大气环境质量评价与预测模型PPT(共52页)
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
式中： C——表示实测浓度；
S——表示相应的环境质量标准。
3.1 大气环境质量现状评价
（3）沈阳大气质量指数
I沈阳 1.12105 4 Nhomakorabeai1
C Sii 0.40
沈阳大气质量指数评价参数
参数
SO2
I1 2 (I1 I2) 4.0 2 S 0 .43 1 1.3 3 C 0 .576
式中：S——SO2实测日均浓度，10-6g/g；
C——实测日均烟雾系数，COH单位/305m； a1、b1、a2、b2——确定指数尺度的常数。
格林建议的SO2和烟雾系数日均浓度标准
污染物
希望水平
警戒水平
极限水平
SO2（×10-6，体积比）
3 大气环境质量评价
主要内容：
1 大气环境质量现状评价 2 大气环境影响预测模型 3 大气环境影响评价
3.1 大气环境质量现状评价
3.1.1 大气污染监测评价
（1）大气环境质量现状评价的程序
大气环境质量现状评价的程序
调查准备阶段
污染监测阶段
评价分析阶段
成果应用阶段
3.1 大气环境质量现状评价
（2）大气污染监测评价 评价因子的选择
≤0.25
≤0.05
≤0.15
≤0.25
25
20
15
≤0.02
≤0.05
≤0.10
≤2
≤4
≤6
≤0.05
≤0.1
≤0.20
分级评分法分级标准
100～95
第一级 （理想级）
94～75
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。
实时大气环境监测方法及数据分析模型
实时大气环境监测方法及数据分析模型随着工业化和城市化的快速发展，大气污染已经成为全球性的问题。
因此，科学家、政府机构和环境组织迫切需要有效的方法来监测和评估大气质量。
本文将讨论实时大气环境监测的方法以及数据分析模型，以帮助人们更好地理解和管理大气污染问题。
一、实时大气环境监测方法1. 传统方法：传统的大气环境监测方法主要依赖于固定的监测站点，这些站点通常布置在城市或工业区域，监测大气中的颗粒物、气体和其他污染物的浓度。
这些监测站点通常使用传感器和仪器来测量不同污染物的浓度，并将数据传输给相关机构进行分析和处理。
这种方法虽然有效，但由于站点数量有限，无法全面反映大范围内的大气质量情况。
2. 移动监测：为了克服传统方法的局限性，近年来出现了移动监测技术。
这种技术利用移动传感器和仪器，在不同地点进行采样和测量，以获取更全面的大气质量数据。
移动监测设备可以安装在车辆或者飞机上，通过移动的方式收集大气数据，从而扩展监测范围并提供更准确的结果。
然而，移动监测技术还需要进一步的发展和改进，以提高准确性和稳定性。
3. 空间遥感监测：随着卫星和无人机技术的不断发展，空间遥感监测已成为实时大气环境监测的一个重要方法。
卫星和无人机配备了各种传感器和仪器，可以实时获取大气中的污染物浓度、空气质量指数和气象参数等数据。
这种监测方法可以覆盖广阔的地理区域，无缝地获得大气污染情况，并提供准确的监测结果。
空间遥感监测技术的发展在提高大气污染监测的时空分辨率方面具有巨大潜力。
二、数据分析模型1. 时间序列分析：时间序列分析是一种常用的数据分析方法，可以用于研究大气污染的变化趋势和周期性。
通过将监测数据按照时间顺序排列，并应用统计学方法，可以揭示出大气污染的季节性、周内和日内变化规律。
时间序列分析还可以用于预测未来的大气污染水平，帮助决策者和管理者制定相应的应对措施。
2. 空间插值和插补模型：由于传感器和仪器布置的限制，大气环境监测数据往往在空间分布上存在不均匀性。
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(ppt 52页)
22
3.2 大气环境影响预测模型
E、熏烟模型
假定发生熏烟后，污染物浓度在垂直方向为均匀分布，则熏烟条件下的地面浓度：
Cf
Q
2 uh f yf
exp
y2
2
2 yf
( p)
t
( p) -
1
2
exp
t2 2
dt
p hf He
z
yf
y
He 8
式中：hf——逐渐增厚的混合层高度，m； yf——熏烟条件下的侧向扩散参数，它们是下风距离x的函数，m； （p）——正态分布函数，它用来反映原稳定状态下的烟羽进入混合层中
8
3.1 大气环境质量现状评价
（5）美国橡树岭大气质量指数
I 橡
5 5.7 i1
Ci Si
1.37
式中：Ci ——第i种污染物24小时平均浓度； Si——第i种污染物的大气质量标准。
质量分级 I橡
优良 ＜20
I橡与大气环境质量分级
好
尚可
差
20～39 40～59 60～79
坏 80～100
危险 ＞100
不同大气稳定度下的m值
大气稳定度级别
A
B
C
D
E
F
城市
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.30
m
乡村
0.07
0.07
0.10
0.15
0.25
0.25
15
3.2 大气环境影响预测模型
3.2.2 大气环境影响评价预测模型
（1）点源扩散的高斯模型
A、 连续点源高斯模型的推出
C
t
最新整理环评师技术方法考点：大气环境容量的计算方法
环评师技术方法考点：大气环境容量的计算方法大气环境容量的计算方法：⑴修正的A-P值法是最简单的大气环境容量估算方法，其特点是不需要知道污染源的布局、排放量和排放方式，就可以粗略地估算指定区域的大气环境容量，对决策和提出区域总量控制指标有一定的参考价值，适用于开发区规划阶段的环境条件的分析。
利用A-P值法估算环境容量所需基本资料：①开发区范围和面积。
②区域环境功能分区。
③第i个功能区的面积S i。
④第i个功能区的污染物控制浓度(标准浓度限值)c i。
⑤第i个功能区的污染物背景浓度c i b。
⑥第i个功能区的环境质量保护目标c i0。
估算步骤：①根据所在地区，按《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》(G B/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)：c i=c i0-c i b。
③确定各个功能区总量控制系数A i值：A i=A×c i。
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Q a：。
允许排放总量Q a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。
以上方法原则只适应于大气S O2环境容量的计算，在计算大气P M10的环境容量时，可作为参考方法。
⑵模拟法：是利用环境空气质量模型模拟开发活动所排放的污染物引起的环境质量变化是否会导致环境空气质量超标。
如果超标可按等比例或按对环境质量的贡献率对相关污染源的排放量进行削减，以最终满足环境质量标准的要求。
满足这个充分必要条件所对应的所有污染源排放量之和便可视为区域的大气环境容量。
模拟法适用于规模较大、具有复杂环境功能的新建开发区，或将进行污染治理与技术改造的现有开发区。
但使用这种方法时需要通过调查和类比了解或虚拟开发区大气污染源的布局、排放量和排放方式。
模拟法估算开发区的大气环境容量步骤：①对开发区进行网格化处理，并按环境功能分区确定每个网格的环境质量保护目标c0i j(i=1，…，N;j=1，…，M)。
2017年环评师技术方法考点：大气环境容量的计算方法
2017年环评师技术方法考点：大气环境容量的计算方法大气环境容量的计算方法：⑴修正的A-P值法是最简单的大气环境容量估算方法，其特点是不需要知道污染源的布局、排放量和排放方式，就可以粗略地估算指定区域的大气环境容量，对决策和提出区域总量控制指标有一定的参考价值，适用于开发区规划阶段的环境条件的分析。
利用A-P值法估算环境容量所需基本资料：①开发区范围和面积。
②区域环境功能分区。
③第i个功能区的面积Si。
④第i个功能区的污染物控制浓度(标准浓度限值)ci。
⑤第i个功能区的污染物背景浓度cib。
⑥第i 个功能区的环境质量保护目标ci0。
估算步骤：①根据所在地区，按《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》(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=ci0- cib。
③确定各个功能区总量控制系数Ai值：Ai=A×ci。
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Qa：。
允许排放总量Qa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。
⑵模拟法：是利用环境空气质量模型模拟开发活动所排放的污染物引起的环境质量变化是否会导致环境空气质量超标。
如果超标可按等比例或按对环境质量的贡献率对相关污染源的排放量进行削减，以最终满足环境质量标准的要求。
满足这个充分必要条件所对应的所有污染源排放量之和便可视为区域的大气环境容量。
模拟法适用于规模较大、具有复杂环境功能的新建开发区，或将进行污染治理与技术改造的现有开发区。
但使用这种方法时需要通过调查和类比了解或虚拟开发区大气污染源的布局、排放量和排放方式。
模拟法估算开发区的大气环境容量步骤：①对开发区进行网格化处理，并按环境功能分区确定每个网格的环境质量保护目标c0ij(i=1，…，N;j=1，…，M)。
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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：V i =v（t i） V（t2）-V（t i）l丄nn二花-鮎•:t式中：V(t i )、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 i 、t 2间隔内的时间步长数目；V i —表示t i 、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 o 时刻释放出第1个烟团，此烟团按t o 时刻源点处 的风向风速运行，经一个时间步长t 后在t i 时刻到达P ii ，经过的距离为D ii ，从t i 开始，第一个烟团按P ii 处t i 时刻的风向风速走一个时间步长，在t 2时刻到达P i2,其间经过距离D i2，与此同时，在t i 时刻从源点释放出第2个烟团，按 源点处t i 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 o 时刻经过j 个氏，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=i , 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 、 丫方向的分量，则有如下计算公式：t i 时刻：Xu 二 X s U[t °,X s ,Y s ,Z s (t 。
)]凤 Y ii =Y s V[t °,X s ,Y s ,Z s (t 。
)] Zu =Z s W[t °,X s ,Y s ,Z s (t 。
)] D i =D ii 「(Xu 二X s )2—(丫ii 二Y s )2t 2时刻：X i2 =X ii U[t i ,X ii ,Y i , Z ii ]厶 t Y i2 =Y ii •V[t i ,X ii ,Y ii ,Z ii ]Zi2 - Z i iW[ti, X ii ,Y ii , Z ii ] -AD i 2 =D ii +D i2+J(X i2 —Xu)2 +(Y i2 —Y ii )2X 22 二X s U[t i ,X s ,Y s ,Z s (t i )] ：t Y 22 二Y s V[t i ,X s ,Y s ,Z s (t i )] ：tZ 22 二Z s W[t i ,X s ,Y s ,Z s (t i )]D ；二 D 22 = ..(X 22 —X s )2 (Y 22 —Y s )2以此类推，至y 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：=Xi(jJ)' U [t j J ，X i (j d)，Y i(j d)，Z i( j d)K'：tY ij =Y i(jd)' V [tj J ，Xi(j J)，Yi( j J)，Zi(j J)K-'：tZij - Z i( j J)' W[t jJ ，X i(jJ)，Y i(jd)，Z i(jJ)]川j_____________________________________________D/ 八 D ik 二 D i jJ■ ,(X j -X i (j d))2 - (Y j -丫心二))2k 4D i j 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 、 丫、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：C i 二2QsC X C Y C Z C b C d（2兀）6巧6式中：Qs —源强，mg/s ；二y 、二z : — X 方向、丫方向、Z 方向的大气扩散参数，m ；Cx 、Cy 、Cz ：— X 、丫、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C X =EXP「（X-X ij ）2〕 2cr 2J X2 EXP 一（Y_Y j ）C bC d 2CT 2 厶y-EXP -b j 4,（v d iN ）2 =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:计算地面浓度时，Z=0，则有: Z 2 jC z 二 EXP （ 4）2f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Z ；= Z j -hs ，设烟气抬升高 为丄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I穿透率：卩=1.5-色，按不同的P 值，分别计算Cz 0Ah2 '当P=0，即< 2Z i 时，认为污染物全在混合层内，按封闭性扩散式计算,3即污染物在混合层与地面间多次反射。
式中：N —为反射次数，一般取为 N=4即可。
当P > 1时，即-：h 2Z ；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=0o2当0<P<1,即巾：：2Z i 时认为是部分穿透情形，这时有部分污染物抬C ,EXP [(^L EXP• 疋 一-(Z-Z ij )2 31「加 z 2NC zEXP[n — -N(Z j -2nZ i )2乙2C z1 = P EXP(打)2b z而(1-P )部分的烟团在Zi 处按封闭扩散:(Z j - 2n Z i )2]1.4大气扩散参数(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。
表1.4-1横向扩散参数幕函数表达式数据NC z2=(1—P)' EXP[-n1.4.1有风时扩散参数cy 、(T z 的确定(0.5h 取样时间)表垂直扩散参数幕函数表达式数据扩散参数稳定度等级 (P • S) a 2L下风距离，m1.12154 0.0799904 0~300A1.5260 0.00854771 300~5002.10881 0.000211545 >500B 0.941015 0.127190 0~5001.09356 0.0570251 >500B~C0.941015 0.114682 0~5001.00770 0.0757182 >500<r z =Y 2X °2C 0.917595 0.106803 00.838628 0.126152 0~2000C~D0.756410 0.235667 2000~100000.815575 0.136659 >100000.826212 0.104634 1~1000D0.632023 0.400167 1000~100000.555360 0.810763 >10000O.776864 0.104634 0~2000D~E0.572347 0.400167 2000~100000.499149 1.03810 >100000.788370 0.0927529 0~1000E0.565188 0.433384 1000~100000.414743 1.73241 >100000.78440 0.0620765 0~1000F0.525969 0.370015 1000~100000.3226592.40691>10000(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 io V 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 01、02稳定度(P • S )%%2U 10 v 0.5m/s1.5m/s > U 10》0.5m/s U 10v 0.5m/s1.5m/s > U 10》0.5/s A 0.93 0.76 0.15 1.57 B 0.76 0.56 0.47 0.47 C 0.55 0.35 0.21 0.21 D 0.47 0.27 0.12 0.12 E 0.44 0.24 0.07 0.07 F0.440.240.050.05xy=101> 二z1.5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厶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：H n o Q“H n2U JQ h = 0.35P：.Q.—T讥-「.式中：no——烟气热状况及地表系数，见表1.5-1；n1――烟气热释放率指数，见表1.5-1；n2 ------- 排气筒高度指数，见表1.5-1 ；Qh——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%；△ 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。