大氣污染及污染擴散模型建立

1、燼第一節(jié)大氣層和大氣污染的組成J第一節(jié)大氣層和大氣污染J第一節(jié)大氣層和大氣污染0010宇詢火笳極光人造地球衛(wèi)呈700極光im400300層90807060、一17(?50403020平流層900800逸600500200100對流低緯度地區(qū)的対流層頂-83C中間層27C無線電波無線電探空氣球高緯度地區(qū)的珠侵朗瑪郵對流層頂-53C大氣的巍血協(xié)第一節(jié)大氣層和大氣污染1%對流層（10km左右）：對流層的上界高度是隨緯度和季節(jié)而變化的,在熱帶平均為17-18km,溫帶平均為1O_12kmf高緯度和兩極地區(qū)為89km夏季對流層上界高度大于冬季的。集中了大氣質(zhì)量的3/4和全部的水蒸氣，主要天氣現(xiàn)象云、霧、

2、雨、雪等大氣現(xiàn)象都發(fā)生在這層。溫度隨高度的增加而降低，每升高100m平均降溫0.650C強烈對流作用：一般是低緯度的對流運動較強，高緯度地區(qū)的對流運動較弱。由于對流運動的存在，使高低層之間發(fā)生空氣質(zhì)量交換及熱量交換，大氣趨于均勻。溫度和濕度的水平分布不均：氣象要素水平分布不均勻，特別是冷、暖氣團的過渡帶，即所謂鋒區(qū)。在這里往往有復雜的天氣現(xiàn)象發(fā)生,如寒潮、梅雨、暴雨、大風、冰雹等。2平流層（對流層頂5055km）同溫層一對流層頂3540km,氣溫-55C左右同溫層以上，氣溫隨高度增加而增加集中了大部分臭氧沒有對流運動，污染物停留時間很長3、中間層（平流層頂85km）氣溫隨高度升高而迅速降低對流

3、運動強烈4、暖層（中間層頂800km）氣溫隨高度升高而增高：在300km高度上,氣溫可達1000C以上。氣體分子高度電離-電離層:電離層具有反射無線電波的能力。因此它在無線電通訊上有重要意義。5、散逸層（暖層以上）氣溫很高,空氣稀薄空氣粒子可以擺脫地球引力而散逸大氣壓力總是隨高度的升高而降低均質(zhì)大氣層-8085km以下,成分基本不變第節(jié)大氣層和大氣污染二大氣污染第節(jié)大氣層和大氣污染二大氣污染遢第一節(jié)大氣層和大氣污染二大氣污染大氣污染:是指由于人類活動或自然過程使得某些物質(zhì)進入大氣，呈現(xiàn)出足夠的濃度，達到了足夠的時間，并因此危害了人體的舒適、健康和人們的福利，甚至危害了生態(tài)環(huán)境。大氣污染的分類：

4、局部地區(qū)污染、地區(qū)性污染、廣域性污染和全球性污染。2、夾龕蓉零藐篦翁爨【1】按污染源存在的形式分：固定污染源和移動污染物；【2】按污染物排放的方式分：點源（高架源）、面源、線源和體源；3按污染物排放的時間分：連續(xù)源、間斷源和瞬間源；【4】按污染物產(chǎn)生的類型分：工業(yè)污染源、生活污染源、交通運輸源和農(nóng)業(yè)污染源【5】按主要污染物分類統(tǒng)計分：燃料燃燒、工業(yè)生產(chǎn)和交通運輸?shù)谝还?jié)大氣層和大氣污染三大氣污染物第一節(jié)大氣層和大氣污染三大氣污染物按存在方式分：氣溶膠狀態(tài)污染物（顆粒物）和氣態(tài)污染物；按污染物形成的方式分：次污染物和二次污染物二次污染物是指由一次污染物與大氣中已有組分或幾種一次污染物之間經(jīng)過一系列

5、化學或光化學反應生成的與一次污染物性質(zhì)不同的新污染物質(zhì)?！?】按化學成分分：含硫化合物、含氮化合物、含碳化合物、鹵代化合物、塵類顆粒物、有機化合物、放射性物質(zhì)和其它有毒物質(zhì)。第一節(jié)大氣層和大氣污染三.大氣污染物第一節(jié)大氣層和大氣污染三.大氣污染物液固態(tài)液固態(tài)1顆粒物的粒度、性質(zhì)和成因粒度0.0002（徽米（分子粒度（2）性質(zhì)0,11（細菌粒度、常稱朝塵）布氏運動聚合變大對環(huán)境影響重大10100粉塵粒度在重力下迅速沉降500肉眼辨出成因化學反應或燃燒肘氣化物質(zhì)凝結而成機械研磨或侵恤作用而成液態(tài)煙：4)固態(tài)氣溶膠第一節(jié)大氣層和大氣污染三大氣污染物第一節(jié)大氣層和大氣污染三大氣污染物第一節(jié)大氣層和大氣

6、污染三大氣污染物氣體中液滴懸浮體的總稱,如水霧、酸霧、油霧?！?】幾種顆粒物的區(qū)分粉塵(dust)粒徑1200微米，主要機械作用或是土壤、巖石的風化形成的，如粘土粉塵、煤粉等。煙(fume)粒徑0.01-1微米，主要由冶金過程熔融物質(zhì)揮發(fā)后生成的氣態(tài)物質(zhì)的冷凝物，女口PbO煙、ZnO煙等。飛灰(flyash)燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣排出的分散的較細的灰分。(d)黑煙(smoke)燃料燃燒產(chǎn)生的能見氣溶膠。(e)霧(fog)3幾個重要的指標總懸浮顆粒物(TSP,TotaISuspendedParticulate):懸浮于空中，空氣動力學當量粒徑小于等于100微米的顆粒物；可吸入顆粒物(PM10):懸浮

7、于空中，空氣動力學當量粒徑小于輕于10微米的顆粒物；PM25:懸浮于空中，空氣動力學當量粒徑小于等于2.5微米的顆粒物；降塵：顆粒粒徑大于10微米的顆粒物；飄塵：顆粒粒徑大于10微米的顆粒物。4危害遮擋陽光，使氣溫降低，或形成冷凝核心,使云霧和雨水增多,以致影響氣候;使可見度降低，交通不便,航空與汽車事故增加;可見度差，照明耗電增加,燃料消耗隨之增多，因此空氣污染也更嚴重.形成惡性循環(huán);燃煤時生成的SOx,再加上微粒的作用，對呼吸系統(tǒng)的危害特別大；用四乙基鉛作汽油的防爆劑時，排入空氣中的鉛有97%為直徑小于0.5微米的微粒，分布很廣，危害很大。性質(zhì)：無色、無味、無臭的氣體;有毒，能與氧氣爭奪血

8、液中的血色素，使血液攜帶氧氣能力大大降低，使人體缺氧而窒息數(shù)量：是城市大氣中數(shù)量最多的污染物（約占大氣污染物總量的1/3）o主要來源：汽車尾氣。主要污染物:NO、N02【2】性質(zhì)：棕黃色、有刺激性氣味（黃龍）；主要來源:燃料燃燒、汽車尾氣、部分生產(chǎn)或使用硝酸的工廠排放的尾氣；燃燒過程中NOx的產(chǎn)生情況:熱力（熱解）NOx、燃料（燃燒）NOx和瞬時NOx。危害：（a）毀壞神花，尼龍等織物；（b丿損窖植揚使柑桔擁葉、發(fā)生萎黃病和痢產(chǎn)；（c）引起急性呼吸道病變。會導玫光化學煙霧。）第一節(jié)大氣層和大氣污染L1主要來源：自然源生物分解；（ch4）人為源不完全燃燒和有機物的揮發(fā)。2主要危害能生成有害的光化

9、學煙霧。)第一節(jié)大氣層和大氣污染靈疑氟慫會診$冬)1主要污染物:so2.so3性質(zhì)：有刺激性氣味；S02能與水反應生產(chǎn)亞硫酸；SOs能與水反應生成硫酸。主要來源:礦物燃料的燃燒；危害：faj對人體健康隹成危窖，還有促癌作用；(b)會形成硫酸煙霧，危窖更大；(SQ與顆耘物(主要是FeOJ的混合物，經(jīng)過化學反應生成硫酸，如倫敦煙霧事件。)對植物僉成傷窖，玻壞葉面結構;庸蝕材料。*第一節(jié)大氣層和大氣污染三大氣污染物*第一節(jié)大氣層和大氣污染三大氣污染物m產(chǎn)生：在陽光照射下，大氣中的氮氧化物、碳氫化合物和氧化劑之間發(fā)生一系列光化學反應而生成的藍色煙霧(有時帶些紫色或黃褐色)。、【讚鱉纖氧3、過氧乙酸硝酸

10、酯嘶)3危害:(a)刺激眼睛;CbJ夏氧會引起胸部壓縮、刺激粘膜、頭痛、咳嗽、倦等癥狀；(c)夏氧能損窖有機物質(zhì)；(d丿可能會引起喙喘病的增多，還會引起植物毀壞。L風爾大氣霜梁物釦散和輸送的影響風、湍流是決定污染物在大氣中稀釋擴散的最直接最本質(zhì)的縣風速越大，湍流越強，污染物擴散速度越快，污染物濃風對污染物的作用體現(xiàn)為風向和風速兩方面的影響。風向影響污染物的水平遷移擴散方向。風速的大小決定了大氣擴散稀釋作用的強弱。1TJ通常，污染物在大氣中的濃度與平均風速成反比風速增大竹咅，下風向污染物將減少一半。風速隨高度的分布：對數(shù)律；指數(shù)律。風向頻率和污染系數(shù)為綜合考慮風向、風速對空氣污染物的輸送擴散影響

11、，往往要用風向頻率和污染系數(shù)。so.coTSP.做塵大氣中污染物濃度與風速的關系轄一節(jié)大氣層和大氣污染四.影響大宅污染氣象要素轄一節(jié)大氣層和大氣污染四.影響大宅污染氣象要素各鵰豔震數(shù)耦r年或月）某風向出現(xiàn)次數(shù)占式中,Cp某方向污染系數(shù)蠹于氣石木物擴散影響某方向風向頻率V該方向平均風速它說明來自某方向的污染程度,與該方向風向頻率成正比,與該方向平均風速成反比?？梢杂嬎愠龈黠L向的污染系數(shù)，并繪成玫瑰圖。將向大氣排放有害物質(zhì)的工業(yè)企業(yè)布置在污染系數(shù)最小的方位，或最大風速風向的下風方向上。居住區(qū)在污染系數(shù)最大的方位。NNNNNNNN全部，靜鳳1284%全部，靜鳳1284%S-月，靜風1316%S二月，

12、靜風1546%NS八月，靜風14.72%NS七月，靜鳳860%S四月，靜風14.43%NS八月，靜鳳9.96%N五月，靜風1211%NS九月，靜鳳9.72%NS十月，靜風13.70%卜一月，靜鳳1055%S十二月，靜鳳1343%S清遠市區(qū)風頻玫瑰圖S圖彳列(%)NNNN全部，平均274m/s圖例（m/s）全部，平均274m/s圖例（m/s）一月,平均3.01m/sS二月，平均2.67m/sNS三月,平均246m/ss四月，平均2.64m/sNS五月，平均231m/sS六月,平均214m/sNS七月,平均250m/sS九月，平均3OSm/sS十月,平均2Sim/sSH月,平均3.21m/sS十二

13、月,平均356m/sS清遠市區(qū)風速玫瑰圖SNNNNNN全部，平均625圖例（）全部，平均625圖例（）S月，平均625NS二月，平均6.25NS三月，平均6.25NS四月，平均625S五月，平均6.25NS六月，平均6.25NSS九月，平均625S十月，平均6.25七月，平均625NSI月，平均625八月，平均625N清遠市區(qū)污染系數(shù)玫瑰圖十二月，平均625城市氣候所波及的范圍四、影響大宅污染氣象要素四、影響大宅污染氣象要素四、影響大宅污染宅象要素主導風向型：一年中不管什么季節(jié)都有相同的盛行風向，新疆-內(nèi)蒙(W),云貴(SW),青藏(W)可將排放有害物質(zhì)的工業(yè)企業(yè)布置在常年主導風向的下風側，居

14、住區(qū)布置在主導風向上風側II無主導風向型：全年風向不定，各方位風向頻率相當(H2HlAz-H3H離源距離污染源對污染物的影響很大，從污染源考慮污染物濃度主要有以下幾方面：11污染物指的化學組分及性質(zhì)，各組分間是否易發(fā)生化學反應形成二次污染物等；源的幾何形狀和排放方式；源強，即污染物的排放速率；【4】源的高度。在源強等條件相同的情況下，源高對地面污染物的影響見下圍所不。優(yōu)點：可直接測得數(shù)據(jù)，只要網(wǎng)點布置得當，就可對整個濃度場進行分析。缺點：人力、物力耗費大，不經(jīng)濟。示蹤劑：要求靈敏度高，無毒，性能穩(wěn)定，檢驗方法可靠。常用的有：熒光微粒、六氟化硫(sf6)xSO2等。第二節(jié)點源高斯擴散模型一.擴散

15、模型建立基礎試驗應選擇各種氣象條件進行；每種條件試驗應在5次以上，每次試驗取樣時間不低于10min,照相圖象不少于5個相對；儀器安裝點離煙源距離以1000m左右為宜，并力求相機主光軸與煙云路徑垂直；當煙氣輪廓不明顯時，應于煙氣內(nèi)點放發(fā)煙劑以加深煙色；，在大氣處于極不穩(wěn)定狀態(tài)時，不宜采用本方法。優(yōu)點：簡便、經(jīng)濟；第二節(jié)點源高斯擴散模型平衡球采用20號測風氣球，充灌1:1.7的二氧化碳和氫氣混合氣體；對于氣球的漏氣性和平衡效果（因輻射、氣溫、氣壓變化對氣球凈舉力的影響）應作預試驗，即在施放前20min充氣平衡，施放時不合格不能使用；平衡球施放前，應在地面無風處平衡，并用系留球帶至預定高度處停留23

16、min后施放;宜采用基線測風法觀測，基線長度可選擇在5001000m,讀數(shù)時間間隔不宜超過15s；作穩(wěn)定、中性和不穩(wěn)定三種主要類別的試驗，每類不宜低于15次。優(yōu)點：精度高、適于大尺度坊散研究廠缺點：工徒量大，不經(jīng)濟，爹次觀察第。此外還有風洞試驗研究等。）第二節(jié)點源高斯擴散模型一、擴散模型建立直礎irtii研究湍流場中物質(zhì)擴散的理論體系有二種：梯度輸送理論；統(tǒng)計理論。梯度輸送理論研究方法：利用歐拉提出的方法，在充滿流體的空間固定多個點，量測各固定點上的各個參數(shù)的變化。理論基礎：質(zhì)量守恒定律，把擴散類似分子擴散，脈動值用平均值代替。統(tǒng)計理論研究方法：拉格朗日方法，空間有一微團，跟隨微團流動時各個流

17、動點的規(guī)律。理論基礎：解決擴散參數(shù)時用二元相關理論：方差、概率。第二節(jié)點源高斯擴散模型一、擴散模型建立盤礎擴散統(tǒng)計理論導出的正態(tài)分布假設下：在y、z軸上的分布為正態(tài)分布，即在y、z軸上分別有;在擴散的各個空間，風速是均勻穩(wěn)定的，即時時、處處風速為常數(shù)，口二常數(shù)；污染物排放的源強Q是連續(xù)均勻的；在擴散過程中污染物沒有沉降、化合和分解；地面對其起全反射作用，不發(fā)生吸收或吸附作用。二.無界空間連續(xù)點源擴散模式二.無界空間連續(xù)點源擴散模式坐標系坐標系取排放點（無界源、地面源或高架源排放點）在地面的投影點為原點，主風向為X軸，y軸在水平面內(nèi)垂直于X軸，正方向在x軸的左側，z軸垂直于水平面。二.無界空間連

18、續(xù)點源擴散模式二.無界空間連續(xù)點源擴散模式Q=ucdvdzQ=ucdvdz由正態(tài)分布假定，得下風向壬匚點的濃度分布c心z）wa）朋f用方差的表達式a2=yxJcdy由假定源強積分式（單位時間物質(zhì)守恒）二.無界空間連續(xù)點源擴散模式二.無界空間連續(xù)點源擴散模式同理得：b二一打上式中：U平均風速(m/s)；Q,q源強是指污染物排放速率(g/s)。通常：(i)瞬時點源的源強以一次釋放的總量表示；連續(xù)點源以單位時間的釋放量表示；連續(xù)線源以單位時間單位長度的排放量表示；連續(xù)面源以單位時間單位面積的排放量表示。6一側向擴散參數(shù)，污染物在y方向分布的標準偏差(m);6z豎向擴散參數(shù)，污染物在z方向分布的標準偏

19、差6);未知量一濃度c、待定函數(shù)A(x)待定系數(shù)a、b；式、組成一方程組，四個方程式有四個未知數(shù)，故方程式可解。由查表或?qū)⑹郊墧?shù)展開可得:oo90宀5oO2e-aydy2Jasr2oyFdy代入式：宀奉yJ7T2ya12a;將、代入中，得:0Odydz=ooe-00/OO/OO/、Q=uA（x）eJ8J87yxb、.V2cr-a/2yaz2O2e入d乙8,V2cr,8=2A（A*）wcrvcr_=2曲（Qlqq、,其中：T石去再將、無界狀況下,yz代入式得下風向任意位置的污染物濃度（g/n?）Z,22丫乙2b?乙7=exp2/vucyyCrzz三.高架點源高斯擴散模型1三.高架點源高斯擴散模型

20、1鏡像全反射像源法實源：像源：bX十Pl召+三筍）c(x,y,z,Hz)c(x,y，z,H+z)實源的貢獻c(x,y,z,H)二2tiu(tv(ty*像源的貢獻22心M心曲hxPI京+號實際濃度心*心六珂（-詈i+exp-詈：四.高架點源高斯擴散模型四.高架點源高斯擴散模型三.高架點源高斯擴散模型地面濃度模式：取z=0代入上式，得c(x,y,0,H)二exp(-匕)exp(-)兀必rQz2込2(yz地面軸線濃度模式：再取尸0代入上式aH)c(x,0,0,H)=exp(-)地面源高斯模式(令氐0):c(x,y,z,0)=q兀u(tv(ty乙exp-(2bz2)相當于無界源的2倍(鏡像垂直于地面，

21、源強加倍)地面最大濃度模式：考慮地面軸線濃度模式TT2c(x,0,0,77)=exp(-兀ucrQz2oz上式，兀增大，則卩增大，第一項減小，第二項增大，必然在某x處有最大值地面最大濃度模式(續(xù))：設%=const(實際中成立)dc&,O,O,H)_0_Hmax迥(E)由此求得c=凹任maxnuH2eay五.參數(shù)的求解q源強一計算或?qū)崪y廠平均風速一多年的風速資料H有效煙囪高度6、刀擴散參數(shù)五.參數(shù)的求解煙流抬升高度的確定是計算有效源高的關鍵。熱煙流從煙囪出口噴出多大體經(jīng)過四個階段：煙流的噴出階段、浮升階段、瓦解階段和變平階段。產(chǎn)生煙流抬升的原因有兩個：一是煙囪出口處的煙流具有一定的初始動量，二

22、是由于煙流溫度高于周圍空氣溫度而產(chǎn)生的凈浮力。影響這兩種作用的因素很多，歸結起來可分為排放因素和氣象因素兩類。排放因素有煙囪出口的煙流速度、煙氣溫度和煙囪出口內(nèi)徑O氣象因素有平均風速、環(huán)境空氣溫度、風速垂直切變、湍流強度及大氣穩(wěn)定度。五.參數(shù)的求解五.參數(shù)的求解浮升階段I瓦解階段I變平階段.I/、I噴出階段圖煙氣抬升與擴散五.參數(shù)的求解Holland公式：適用于中性大氣條件（穩(wěn)定時減小，不穩(wěn)時增加10%20%）AH=(1.5+2.777D)=1(1.5vsD+9.6xW3(3h)uTsu式中叫一煙流出口速度，m/s；D煙囪出口內(nèi)徑，m；u煙囪出口的環(huán)境平均風速，m/s；Ts煙氣出口溫度，K；T

23、a環(huán)境平均氣溫度，K；Qh煙囪的熱排放率，kW。汨olland公式比較保守特別在煙囪高熱釋放率比較強的情況下當大氣處于不穩(wěn)定或穩(wěn)定狀態(tài)時，可在上式計算的基礎上分別增加或減少10%20%。五.參數(shù)的求解臾龕魏窸虞4-3穩(wěn)定鞠別劃分表五.參數(shù)的求解w=AfIn=Z。UZInKZ。Z禺地面的咼度；Z。一粗糙度（m）；M系數(shù);Z風速儀的咼度“1Z咼度處的平均風速（m/s）；m指數(shù);穩(wěn)定度：ABCDEF0.100.150.200.250.300.30圖4-4下風距離和水平擴散參數(shù)的關系圖4-5下風甌離和鉛直擴散參數(shù)的關系圖4-4下風距離和水平擴散參數(shù)的關系圖4-5下風甌離和鉛直擴散參數(shù)的關系五.參數(shù)的求

24、解4*釦魏素魏應用較多的由是帕斯奎爾(PasquilI)和吉福特(Gifford)提出的擴散參數(shù)估算方法，也稱為PG擴散曲線。由圖可見，只要利用當?shù)爻Ｒ?guī)氣象觀測資料，查取帕斯奎爾大氣穩(wěn)定度等級，即可確定擴散參數(shù)。擴散參數(shù)/具有如下規(guī)律：/隨著離源距離增加而增大；不穩(wěn)定大氣狀態(tài)時的7值大于穩(wěn)定大氣狀態(tài)，因此大氣湍流運動愈強，/值愈大；以上兩種條件相同時，粗糙地面上的7值大于平坦地面。1()000/1000IIIIII1000()(O.i丨川聊I排W10100下風距離x/km0.下風距離x/km00g六.實例計算六.實例計算五.參數(shù)的求解瘋翁查豌穩(wěn)加度5A-B0.32x(l+0.0004x)1/2

25、0.24x(l+0.0001x)1/2C0.22x(l+0.0004x)1/20.20 xD0.16x(l+0.0004x)-1/20.14x(l+0.0003x)1/2E-F0.11x(l+0.0004x)1/20.08x(l+0.0015x)V2某火力發(fā)電廠的煙囪高度為50m,煙囪口直徑15m,煙氣出口速度為:5m/s,煙氣出口溫Jt600K,S02的排放率為270g/s,地面10m高的風速為4.0m/s,太陽高度角60度，氣溫為37C,試計算下風側地面x軸線500m處SO?的濃度為多少？最大濃度？最大濃度位于何處？解：(1)因為u=4m/s且a60確定穩(wěn)定度為B計算平均風il：u=4*(

26、50/10)015=5.09(m/s)H=Hs+AHTOC o 1-5 h zvDT-T12A/=4(l5+27D)=(1.5vyD+9.6x10-3)uTu二5*1.5/5.09*(l5+27*1.5*(600310)/600)二5l(m)H二50+5.1二55.1(m)計麗y,6z.查表得：5y=0.32x(l+0.0004x)1/2=0.32*500(1+0.0004*500)1/2=146.1(m)5z二0.24x(1+0.0001x)-1/2=0.24*500(1+0.0001*500)1/2=117.l(m)計禰濃度q(e2.71828)地面軸線濃度模式：再取尸0代入上式c(x,0

27、,0,H)=-=exp(-y)Tiucrycrz2crz270314*509*146l*117lEXP(-55.122*117.12=0.00088(g/m3)=0.88(mg/zn3)地面最大濃度模式（續(xù)）：設b%=const（實際中成立）dc（%,O,O,H）_0由此求得cmaxtiuHeay=38.965z=0.24x(1+0.000lx)1/2=38.96X=163.0(M)5y=0.32x(l+0.0004x)=0.32*163(1+0.0004*163)1/2=52.16(m)5z二0.24x(1+0.0001x)-1/2=0.24*163(1+0.0001*500)-1/2=38

28、.96(m)Cmax=0.003147(g/m3)=3.147(g/m3)地面源（H=0）高架源（HMO）無界（任一點）C（x,y,z）Oy2z2-exp(+2)12兀2cT262心+-(護yzyADMS-城市，是大氣擴散模型系統(tǒng)(ADMS)系列中的最復雜的一個系統(tǒng)。它運行于PC之上，模擬城市區(qū)域來自工業(yè)，民用和道路交通的污染源產(chǎn)生的污染物在大氣中的擴散。ADMS-城市模型用點源，線源，面源，體源和網(wǎng)格源模型來模擬這些污染源。ADMS-城市可以作為一個獨立的系統(tǒng)使用，也可以與一個地理信息系統(tǒng)聯(lián)合使用。ADMS-城市與Mapinfo以及ESRI的ArcView可以完全有機的連接。我們推薦將ADM

29、S-城市與這兩個地理信息系統(tǒng)中的任何一種一起使用。因為這樣可以使用數(shù)字地圖數(shù)據(jù)，CAD制圖和/或航片真實直觀地設置您的污染問題。在所使用的不同類型的地圖數(shù)據(jù)上，生成如等值平面圖的輸出和作報告用的硬拷貝圖形等。至于如何得到這些地圖數(shù)據(jù)，相應的信息可以由ArcView和Mapinfo的供應者提供。ADMS-城市與其它用于城市地區(qū)的大氣擴散模型的一個顯著的區(qū)別是ADMS-城市應用了現(xiàn)有的基于長度和邊界層高度描述邊界層結構的參數(shù)的最新物理知識o這使得隨高度的變化而變化的擴散過程可以更真實地表現(xiàn)出來，所獲取的污染物的濃度的預測結果通常是更精確，更可信。家大氣質(zhì)應用的多功能性例如預測結果可與EPAQS標準

30、作比較，應用于英【量戰(zhàn)略目標的實施,歐共體(EU)和世界衛(wèi)生組織(WHO)的標準和導則作比較;大氣質(zhì)量管理區(qū)域(AQMAs)的設計;交通規(guī)劃，低排污區(qū)(LEZs)的選擇;環(huán)境影響評價；“如果怎樣?”的情行和對將來污染的預測。擴散模型應用了最新的基于邊界層高度和Monin-Obukhov長度的邊界層結構參數(shù)的物理知識。Monin-Obukhov長度是一種由摩擦力速度和地表熱通量而定的長度尺度?！熬值馗咚剐湍Ｐ捅磺短自谝粋€軌跡模型中以便較大的地區(qū)(如大于50公里x50公里)也被此擴散模型考慮了。污染源類型-可詳細地模擬3000個網(wǎng)格污染源,1500個道路污染源和1500個工業(yè)污染源(由點，線，面和

31、體污染源)能夠被同時模擬。由于可將較小的污染源集成為網(wǎng)格污染源，大數(shù)量的污染源在模型實際運行中都可被考慮進去。有非常大數(shù)量的污染源時，建議用戶將小的點源和道路源集成為網(wǎng)格源進行運算，有利于運算速度，提高運行效率。(4)(5)(6)(8)(9)內(nèi)嵌的街道窄谷模型；反應模塊包括計算一氧化氮，二氧化氮和臭氧之間的反應；流量計數(shù)數(shù)據(jù)的排污的計算使用一個污染排放因子的數(shù)據(jù)庫；與排污清單數(shù)據(jù)庫連接；交互式圖形用戶界面；商業(yè)化地理信息系統(tǒng)(例如ArcView和Mapinfo)軟件的有機接口；預處理器可自動處理各種輸入數(shù)據(jù)如風速，日期,時間和云蓋度，或風速,(10)地表熱通量和邊界層高度計算邊界層參數(shù)。氣象數(shù)

32、據(jù)可以是原始數(shù)據(jù),小時值或經(jīng)統(tǒng)計分析的數(shù)據(jù)；(11)使用了在對流情況下的非高斯的垂直剖面，這可以容許考慮在大氣邊界層中湍流歪斜的性質(zhì)，解決因這種現(xiàn)象導致的近地表的高濃度現(xiàn)象。模型驗證測試證明，采用這種方法的計算結果有更佳表現(xiàn)。第三節(jié)線源擴散模型一.無限長線源擴散模式在平坦地形上,一條平直的繁忙的公路可以看作一無限長線源。它在橫風向產(chǎn)生的濃度是處處相等的。條線是由無限多個點組成的。一無限長線源可看成是由無限多個點源組成的。點源的源強可以用單位長線源源強表示。線源在某一空間點產(chǎn)生的濃度,相當于所有點源（單位長度線源）在這空間點產(chǎn)生的濃度之和。它相當于一個點源在這空間點產(chǎn)生濃度對/軸的積分。因此,把

33、點源擴散的高斯模式對變量y積分，可獲得線源擴散模式。i111111111C(xyOH)=_(B)y2H2翊-十+十)加QyS2by2q2.單位線元在地面任意一點的濃度為：y2H2de=71UCCTrmQi單位長度源強(g/sm)3.線源在地面任意一點的濃度為:2TT25葉匚念沁一（話+近呵+8V2Q,H2嚴C40*時呵（-護）Lexp（-2J.+ooy/+ooexp(-y)dy二V2crvexp(-oo2qtj8二V27TCFv+ooGOy2wry、Qtexp_c=7VVLCT、bV2z=exp77TVLCT2b一S)J2b；日2NJ-oOexpoOI2b；J42(F)4、當風向與線源不垂直時

34、，如果風向和線源交角為0,線源下風向的濃度模式為，c=近Qi4nuozSinq)exp-H2、丿第三節(jié)線源擴散模型一.無限長線源擴散模型第三節(jié)線源擴散模型一.無限長線源擴散模型在一個風速為4m/s,陰天的高速公路上汽車的流量為8000輛/h,平均車速為64km/h,在此車速下每輛車平均排放HC化合物為002g/s,假設該高速公路為無限線源，汽車排氣管可忽略不計，試計算高速公路下風側300m處HC化合物的濃度為多少？（假設風向和高速公路相垂直）解：（1）因為u二4m/s陰天確定穩(wěn)定度為D(2)5Z.查表得：5z=0.14x(l+0.0003x)4/2=0.14*300(1+0.0003*300)

35、1/2=40.22(m)（3）計祈源強=*每輛車平均排放率二總*0.02=0.0025（,/如第三節(jié)線源擴散模型二.有限長線源擴散模式第三節(jié)線源擴散模型二.有限長線源擴散模式“2“24、計算濃度:C=exp兀UCT、bV2z(日22b；_日2I2b；丿expC2，L2b；J4少*noo?s/=0.0000124(g/m3)j2*314*4*40.22當估算有限長線源產(chǎn)生的環(huán)境濃度時，必須考慮有限長線源兩端引起的“邊緣效應”0隨著接收點距線源距離的增加，邊緣效應將在更大的橫風距離上起作用。當風向垂直于有限長線源時，通過所關心的接收點作垂直于有限長線源的直線，該直線與有跟長線源的交點選作坐標原點，

36、直線的下風方向為X軸。線源的范圍為從旳延伸到匕。有限線源擴散模式為：V2&-H2c=zizexp(rA(y)O第三節(jié)線源擴散模型二.有限長線源擴散?？誒第三節(jié)線源擴散模型二.有限長線源擴散模空石噸2仇12Jexp(-0.5p2)dp刃冷2兀RR00.10.20.30.40.50.60.70.8（/?）00.03980.07930.11790.15540.19150.22570.25800.2881R0.91.01.61.92.02.42.83.03.5（/?）0.31590.34130.44520.47130.47720.49180.49740.49860.4997黑層mu頻遷竝鼻皐韭!賜曲躺

37、a在一個秋季下午17時，風速為3m/s,條長150m成直線的燃燒源，污染物總排放量為：90g/s,試計算線源中心下風側400m處及一端污染物的濃度為多少？(假設風向和源相垂直)解：(1)因為u=3m/sa30確定穩(wěn)定度為C(2)計W6y,6Z.查表得：Sy=0.22x(l+0.0004x)1/2=0.22*400(1+0.0004*400)-1/2=81.7(m)5z=0.20 x=0.20*400=80(m)(3)計算PP2P二y/6y=-75/81.7=-0.918P2=yl/5y=75/81.7=0.918(4)計祈源強Qi=90/150=0.6(g/sm)計算濃度A(y)=fJp/cx

38、p(一0.5p門2兀r0.918)dP=L.918/，cxp(_0.5p)clpy/27Tr0.9IS21=exp(-0.5p2)dp=2*0.3159J2兀yl7lUS_exp(-)*A(y)=zV2*0.6J3.14*3*80*2*0.3159=0.00126(/m3)（嚴服6?？?込駕謬（晉心等勺乙廣or“乙卜坷吩0=切（蟲0-）皿為=4（蟲0-曲一pj=（5S3KB-M+KS）S8-I=Z*I8/0Sl=3d0=Td3dTdS5M+l（9）申爭礙上鄧解芳甜早二而謝礙鄧解鼻三曲第四節(jié)面源擴散模型簡化為點源的面源模式面源化為等效點源第四節(jié)面源擴散模型a=4.3cry0H22cr；(x+x0

39、)2r：(x+A：。)by。C(xyOH)=exp-(7tu(yy(x+x0)b_(x+x0)Oa“面源源強(mg/s)!1!一、面源化為等效晶!1!一、面源化為等效晶設某一城區(qū)以邊長1524m的正方形對SO?進行編目，每一正方形區(qū)域的排放量為6g/s,當風速為25m/s的薄云夜間，試計算該區(qū)域下風向相鄰正方形區(qū)中心點的濃度為多少？(假設該區(qū)域內(nèi)污染源高度可忽略不計)解：(1)因為u=2.5m/s確定穩(wěn)定度為F計算虧a431524=354.4(/71)計算X。5y0=O.llxo(l+O.OOO4xo)二354.4(m)xo=595O.l(m)x+x0=5950.1+1524=7474.1(m)6060第四節(jié)面源擴散模型(4)計示示X+X。處的5y,乙查表得：5y=O.llx(1+0.0004x)1/2=0.11*7474.1(1+0.0004*7474.1)1/2=411.6(m)5z=0.08x(l+0.0015x)-1/2=0.08*7474.1(1+0.0015*7474.1)-,/2=171.l(m)H2C(xy0H)=exp-(W(x+x()o(x+x0)H2計算濃度ro)2cr；(x+x0)2er；(x+x0)咖、(x+乂。)b：(x+X。)6XP-