1、漳州師范學院漳州師范學院第四章第四章 大氣環境質量評價大氣環境質量評價 第三節第三節 大氣質量預測模型點源模型大氣質量預測模型點源模型環境質量及評價環境質量及評價1;.L o g oL o g o漳州師院大氣分散模型：點源分散的高斯模型大氣分散模型：點源分散的高斯模型v高斯模型是大氣分散模型中用的最多的。高斯模型是大氣分散模型中用的最多的。v高斯模型的坐標系：高斯模型的坐標系：v 原點：以排放點在地面的投影點為原點；原點：以排放點在地面的投影點為原點；v x 軸：平均風向為軸：平均風向為 x 軸；軸；v y 軸：在程度面內垂直于軸：在程度面內垂直于x 軸的為軸的為y 軸，軸，v y 軸的正向在

2、軸的正向在 x 軸的左側；軸的左側；v z 軸垂直于程度面，向上為正方向。軸垂直于程度面，向上為正方向。X軸軸Z軸軸Y軸軸表示圖：高斯模型的坐標系表示圖：高斯模型的坐標系OL o g oL o g o漳州師院大氣分散模型：點源分散的高斯模型大氣分散模型：點源分散的高斯模型 P69 高斯方式的四點假設為：高斯方式的四點假設為：1 1假定大氣流動是穩定的、有主導方向的；假定大氣流動是穩定的、有主導方向的；2 2假定污染物在大氣中只需物理運動、沒有化學和生物變化；假定污染物在大氣中只需物理運動、沒有化學和生物變化；3 3假定在所要預測的范圍內沒有其他同類污染源和匯，也就是說源強是延續均勻的；假定在所

3、要預測的范圍內沒有其他同類污染源和匯，也就是說源強是延續均勻的；4 4在有主導風的情況下，主導風對污染物的保送應遠遠大于湍流運動引起的污染物在主在有主導風的情況下，主導風對污染物的保送應遠遠大于湍流運動引起的污染物在主導風向上的分散，即在導風向上的分散，即在 x x方向只思索遷移，不思索分散方向只思索遷移，不思索分散. . 對后述的方式只需沒有特殊指明，以上四點假設條件都是遵守的。對后述的方式只需沒有特殊指明，以上四點假設條件都是遵守的。L o g oL o g o漳州師院點源分散的高斯模型高架延續點源點源分散的高斯模型高架延續點源v高架延續點源的高斯方式高架延續點源的高斯方式熟記熟記：222

4、22222()()11( , , )exp() exp()222eeyzyzyzz Hz HQyyC x y zu 式中：式中：C(x,y,z) 表示坐標為表示坐標為x，y，z處污染物濃度；處污染物濃度； He：煙囪的有效高度，：煙囪的有效高度，m； Q：煙囪排放源強污染物單位時間排放量，：煙囪排放源強污染物單位時間排放量，mg/s； y ：垂直于主導風向的橫向分散參數，：垂直于主導風向的橫向分散參數，m； z ：鉛直分散參數，：鉛直分散參數，m； u：排氣筒高度處的風速，：排氣筒高度處的風速，/sL o g oL o g o漳州師院常用的點源分散模型高架延續點源常用的點源分散模型高架延續點源

5、v1高架延續點源的地面濃度高架延續點源的地面濃度v 令令z0，可用于計算地面任何一點的污染物濃度。這是實踐大氣環境影響評價，可用于計算地面任何一點的污染物濃度。這是實踐大氣環境影響評價關懷的問題。關懷的問題。22221( , ,0,)exp()2eyzyzHQyC x yHu L o g oL o g o漳州師院常用的點源分散模型高架延續點源常用的點源分散模型高架延續點源v2高架延續點源的地面軸線濃度高架延續點源的地面軸線濃度v 地面軸線是從煙囪原點向下風向延伸的方向，即地面軸線是從煙囪原點向下風向延伸的方向，即x方向。令方向。令z0，y0。22( ,0,0)exp()2ezyzHQC xu

6、L o g oL o g o漳州師院地面軸線濃度計算地面軸線濃度計算 課堂計算課堂計算 位于平原鄉村某工廠鍋爐煙囪的幾何高度為位于平原鄉村某工廠鍋爐煙囪的幾何高度為100米，米，SO2的單位時間排放量為的單位時間排放量為0.54t/h，知當地地面風速為，知當地地面風速為3.0m/s,大氣穩定定為大氣穩定定為D類，抬升高度為類，抬升高度為150米。求下風向米。求下風向2500m處的處的SO2地面軸線濃度小時平均值，單位以地面軸線濃度小時平均值，單位以mg/m3表示，準確度保證小數點表示，準確度保證小數點后兩位。后兩位。L o g oL o g o漳州師院常用的點源分散模型高架延續點源常用的點源分

7、散模型高架延續點源v3高架延續點源最大落地濃度和落地點間隔高架延續點源最大落地濃度和落地點間隔v最大落地濃度發生在最大落地濃度發生在x軸線上。軸線上。m212()meQCxeu HP221121m a x22()(1)Hx1211122212111(1)(1)(1)22122(1)PHe 11yx22zx地面濃度最大值地面濃度最大值最大值點的下風間隔最大值點的下風間隔L o g oL o g o漳州師院常用的點源分散模型高架延續點源常用的點源分散模型高架延續點源v3高架延續點源最大落地濃度和落地點間隔高架延續點源最大落地濃度和落地點間隔m212()meQCxeu HP221121ma x22(

8、)( 1)Hx1211122212111( 1)( 1)( 1)22122(1)ePHe地面濃度最大值地面濃度最大值最大值點的下風間隔最大值點的下風間隔當當a1a2時，上述公式可以簡化為：時，上述公式可以簡化為：m22()zmeyQCxe uHL o g oL o g o漳州師院最大地面濃度及其位置最大地面濃度及其位置 課堂練習課堂練習 位于平原鄉村某工廠鍋爐煙囪的幾何高度為位于平原鄉村某工廠鍋爐煙囪的幾何高度為80m，SO2的單位時間排放量為的單位時間排放量為0.19t/h,知當地地面風速為知當地地面風速為2.2m/s, 大氣穩定度為大氣穩定度為B類，類，P1=1，抬升高度為，抬升高度為12

9、0m，求最大落地，求最大落地濃度小時平均值。濃度小時平均值。 L o g oL o g o漳州師院最大地面濃度及其位置最大地面濃度及其位置 課堂練習課堂練習 利用正態煙羽分散方式，預測某污染源排放的某污染物的小時平均最大落地濃度為利用正態煙羽分散方式，預測某污染源排放的某污染物的小時平均最大落地濃度為0.8mg/m3，思索到如今的背景值及該地域未來的開展規劃，要求其小時平均落地濃度，思索到如今的背景值及該地域未來的開展規劃，要求其小時平均落地濃度不能超越不能超越0.2mg/m3，試問：假設其它條件不變，采取的措施是減少污染物的單位時間，試問：假設其它條件不變，采取的措施是減少污染物的單位時間排

10、放量源強，減少后的源強應不大于原來源強的百分之多少？排放量源強，減少后的源強應不大于原來源強的百分之多少？ L o g oL o g o漳州師院最大地面濃度及其位置最大地面濃度及其位置v某城市遠郊區丘陵有一火力發電廠，排煙高度某城市遠郊區丘陵有一火力發電廠，排煙高度H120m，煙囪排放口的直徑，煙囪排放口的直徑D1.5m，排放，排放SO2的源強的源強Q800kg/h，排氣溫度，排氣溫度Ts413k，煙氣出口，煙氣出口Vs18m/s。在。在8月份某日月份某日17點北京時間，當時大氣穩定度為點北京時間，當時大氣穩定度為C類，氣溫類，氣溫303k，臨近氣候站測得地，臨近氣候站測得地面風速為面風速為2

11、.8m/s。試求：。試求：1地面軸線最大濃度及其出現間隔；地面軸線最大濃度及其出現間隔；2地面軸線地面軸線1500m處的濃度。處的濃度。 L o g oL o g o漳州師院常用的點源分散模型地面延續點源常用的點源分散模型地面延續點源v4地面延續排放點源模型令地面延續排放點源模型令H022221( , , ,0)exp()2yzyzQyzC x y zu 地面延續點源在地面上任何一點產生的濃度：地面延續點源在地面上任何一點產生的濃度：221( , ,0,0)exp()2yzyQyC x yu 地面延續點源在地面軸線上任何一點產生的濃度：地面延續點源在地面軸線上任何一點產生的濃度：( ,0,0,

12、0)yzQC xu L o g oL o g o漳州師院輻射逆溫輻射逆溫v因地面劇烈輻射而構成的逆溫。在晴朗無風或微風的夜晚，地面因輻射冷卻而降溫，因地面劇烈輻射而構成的逆溫。在晴朗無風或微風的夜晚，地面因輻射冷卻而降溫，與地面接近的氣層冷卻降溫最劇烈，而上層的空氣冷卻降溫緩慢，因此使低層大氣產與地面接近的氣層冷卻降溫最劇烈，而上層的空氣冷卻降溫緩慢，因此使低層大氣產生逆溫景象。普通日出后，輻射逆溫就消逝了。生逆溫景象。普通日出后，輻射逆溫就消逝了。v輻射逆溫厚度從數十到數百米，在大陸上年年都可出現。輻射逆溫厚度從數十到數百米，在大陸上年年都可出現。L o g oL o g o漳州師院什么是什

13、么是“熏煙？熏煙？v當前一天是無云或少云的晴天，風速又比較小時，夜間將產生貼地逆溫；次日日出后，當前一天是無云或少云的晴天，風速又比較小時，夜間將產生貼地逆溫；次日日出后，這一貼地逆溫將逐漸自下而上的消逝，構成一個不斷增厚的混合層。原來在逆溫層中這一貼地逆溫將逐漸自下而上的消逝，構成一個不斷增厚的混合層。原來在逆溫層中處于穩定形狀的煙羽進入混合層之后，由于其本身的下沉和垂直方向的強分散作用，處于穩定形狀的煙羽進入混合層之后，由于其本身的下沉和垂直方向的強分散作用，污染物濃度在這一方向將接近于均勻分布，出現所謂熏煙景象。污染物濃度在這一方向將接近于均勻分布，出現所謂熏煙景象。v熏煙屬于常見的不利

14、氣候條件之一，雖然其繼續時間約在熏煙屬于常見的不利氣候條件之一，雖然其繼續時間約在0.5至至1小時之間，但其最大小時之間，但其最大濃度可高達普通最大地面濃度的幾倍。可以在距污染源幾公里甚至于幾十公里的下風濃度可高達普通最大地面濃度的幾倍。可以在距污染源幾公里甚至于幾十公里的下風向呵斥嚴重污染。向呵斥嚴重污染。L o g oL o g o漳州師院熏煙隨時間變化過程表示圖熏煙隨時間變化過程表示圖L o g oL o g o漳州師院點源特殊分散方式點源特殊分散方式 熏煙型分散方式熏煙型分散方式v熏煙分散時的計算公式為：熏煙分散時的計算公式為：22fexp()P22hFyFyFQyCu （ ）fhez

15、Hp式中，式中，hf：熏煙時的混合層高度；：熏煙時的混合層高度； yF：熏煙條件下的橫向分散參數；：熏煙條件下的橫向分散參數； hf H：混合層和煙云軸線的高差。：混合層和煙云軸線的高差。8eyFyH2P1tPexp()22dp（ ）L o g oL o g o漳州師院點源特殊分散方式點源特殊分散方式 熏煙型分散方式熏煙型分散方式L o g oL o g o漳州師院點源特殊分散方式點源特殊分散方式 熏煙型分散方式熏煙型分散方式v在環評中，通常需求對熏煙條件的地面濃度和最近間隔進展估算。普通做最大熏煙濃在環評中，通常需求對熏煙條件的地面濃度和最近間隔進展估算。普通做最大熏煙濃度和最近間隔的計算。

16、度和最近間隔的計算。f(,0,0)2hFFyFQCxu 21()Fmxutu ttfh2.15ezH式中，式中，tm: hf自自hs升至升至 的時間差。的時間差。2.15szhH熏煙分散計算的關鍵在于混合層高度及其抬升速度確實定。熏煙分散計算的關鍵在于混合層高度及其抬升速度確實定。 L o g oL o g o漳州師院熏煙模型熏煙模型 課堂練習課堂練習 某電廠煙囪有效高度某電廠煙囪有效高度150m，SO2排放量排放量151g/s。夜間和上午有效煙囪高度風速為。夜間和上午有效煙囪高度風速為4m/s，夜間大氣穩定度，夜間大氣穩定度E級。假設清晨煙流全部發生熏煙景象，確定下風向級。假設清晨煙流全部發生熏煙景象，確