第7-8講 大氣環(huán)境影響預(yù)測與評價2019

1、第七講 大氣環(huán)境影響預(yù)測與評價Atmospheric Environmental Impact Predication and Assessment2022/10/42本章構(gòu)成大氣環(huán)境影響預(yù)測方法與內(nèi)容大氣污染物點源擴散模式非點源擴散模式大氣環(huán)境影響預(yù)測模型中參數(shù)的選擇與計算大氣環(huán)境影響評價大氣環(huán)境污染防治對策大氣環(huán)境影響評價導(dǎo)則推薦模式及案例大氣環(huán)境影響預(yù)測與評價2022/10/438.1 大氣環(huán)境影響預(yù)測方法與內(nèi)容8.1.1 大氣環(huán)境影響預(yù)測方法1大氣污染與大氣污染源大氣污染 大氣污染源 大氣環(huán)境影響預(yù)測與評價2022/10/442大氣環(huán)境影響預(yù)測方法概述 大氣環(huán)境影響的預(yù)測方法 運用最為

2、普遍的是高斯模式：污染物在空間的概率密度在平穩(wěn)均勻湍流場下服從正態(tài)分布（高斯分布） 適用條件勻流場（即風(fēng)速、擴散參數(shù)等不隨時間、空間位置的變化而變化） 建立數(shù)學(xué)模型大氣環(huán)境影響預(yù)測模型分類大氣環(huán)境影響預(yù)測與評價2022/10/453法規(guī)大氣環(huán)境影響預(yù)測模型由政府部門頒布實施或認證、普遍應(yīng)用的大氣環(huán)境影響預(yù)測模型。 如：我國環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則大氣環(huán)境（HJ 2.2-2018）推薦模式 香港特別行政區(qū)推薦的模式 美國EPA推薦的一系列模式 目前，大多數(shù)法規(guī)大氣環(huán)境影響預(yù)測模型屬于正態(tài)模式。大氣環(huán)境影響預(yù)測與評價2022/10/46/2022/10/474大氣環(huán)境影響預(yù)測模型選用的一般步驟大氣環(huán)境

3、影響預(yù)測與評價2022/10/48 確定預(yù)測因子 有環(huán)境空氣質(zhì)量標準的評價因子作為預(yù)測因子 建設(shè)項目的特征污染物和預(yù)測區(qū)域內(nèi)污染嚴重的因子 數(shù)量不要太多，35個，但對排放大氣污染物種類較多的項目，可適當增加。 確定預(yù)測范圍及計算點 預(yù)測范圍應(yīng)覆蓋評價范圍 預(yù)測計算點分類： 環(huán)境空氣敏感區(qū)所有的環(huán)境空氣保護目標 預(yù)測范圍內(nèi)的網(wǎng)格點區(qū)域直角坐標網(wǎng)格或極坐標網(wǎng)格 最大地面濃度點大氣環(huán)境影響預(yù)測與評價2022/10/49 確定污染源計算清單包括污染源的幾何形態(tài)、空間位置、煙囪參數(shù)、源強、污染物性質(zhì)等 落實污染氣象參數(shù) 確定地形復(fù)雜程度 簡單地形 距離污染源中心點5km 內(nèi)的地形高度（不含建筑物） 低于

4、排氣筒高度的地形 。 在此范圍內(nèi)地形高度不超過排氣筒基底高度時， 可認為地形高度為0m； 復(fù)雜地形距離污染源中心點5km 內(nèi)的地形高度（不含建筑物）等于或超過排氣筒高度地形。 大氣環(huán)境影響預(yù)測與評價2022/10/410 設(shè)定預(yù)測情景大氣環(huán)境影響預(yù)測與評價2022/10/411預(yù)測模型選用與驗證其他相關(guān)參數(shù)的確定大氣環(huán)境影響預(yù)測與評價2022/10/4128.1.2 大氣環(huán)境影響預(yù)測內(nèi)容為評價提供涵蓋建設(shè)項目（或規(guī)劃）建成實施后在各種情況下的基礎(chǔ)定量數(shù)據(jù)。(1)了解建設(shè)項目或規(guī)劃建成后對大氣環(huán)境質(zhì)量影響的程度(2)確定建設(shè)項目或規(guī)劃建成后，大氣污染物影響的范圍及空間分布情況(3)比較項目各種建

5、設(shè)方案或規(guī)劃實施方案對大氣環(huán)境質(zhì)量的影響(4)給出各污染源對關(guān)注點的污染物濃度貢獻(5)優(yōu)化關(guān)注區(qū)域的污染源布局，并對其實施總量控制1大氣環(huán)境影響預(yù)測目的大氣環(huán)境影響預(yù)測與評價2022/10/413對于一、二級評價，應(yīng)當包括： 全年逐時或逐次小時氣象條件下，環(huán)境空氣保護目標、網(wǎng)格點處的地面濃度； 評價范圍內(nèi)的最大地面小時濃度。 全年逐日氣象條件下，環(huán)境空氣保護目標、網(wǎng)格點處的地面濃度； 評價范圍內(nèi)的最大地面日平均濃度。 長期氣象條件下，環(huán)境空氣保護目標、網(wǎng)格點處的地面濃度； 評價范圍內(nèi)的最大地面年平均濃度。 長期氣象條件：一級評價項目為近五年內(nèi)至少連續(xù)三年的逐日、逐次氣象條件； 二級評價項目為

6、近三年內(nèi)至少連續(xù)一年的逐日、逐次氣象條件。2大氣環(huán)境影響預(yù)測內(nèi)容大氣環(huán)境影響預(yù)測與評價2022/10/414非正常排放情況，全年逐時或逐次小時氣象條件下，環(huán)境空氣保護目標的最 大地面小時濃度和評價范圍內(nèi)的最大地面小時濃度。 對于一級評價項目，其施工期超過一年的項目，并且施工期排放的污染物影響較大，還應(yīng)預(yù)測施工期間的大氣環(huán)境質(zhì)量。 三級評價的項目可不進行以上述預(yù)測。2大氣環(huán)境影響預(yù)測內(nèi)容大氣環(huán)境影響預(yù)測與評價2022/10/4158.2 大氣污染物點源擴散模式經(jīng)典的大氣污染擴散模式以高斯大氣擴散模式為基礎(chǔ) 8.2.1無界高斯煙羽擴散模式污染物在各個斷面上呈正態(tài)分布，即在y軸和z軸上分別有： 1、

7、基本假設(shè)XYZ主導(dǎo)風(fēng)向大氣流動有主導(dǎo)風(fēng)向，風(fēng)速在預(yù)測范圍均勻穩(wěn)定，即U常數(shù)在x軸方向上，平流輸送作用遠大于擴散作用，故在x軸方向的擴散作用 可以忽略不計。 污染源強連續(xù)且均勻，污染物質(zhì)量守恒 濃度分布不隨時間改變，即：0（6.1）大氣環(huán)境影響預(yù)測與評價2022/10/416下風(fēng)向任何一點污染物濃度的分布函數(shù)由前，解得則無界高斯煙羽擴散模式x、y、z預(yù)測點位空間座標，m，坐標原點在源口； Q源強，mg/s； U污染源口平均風(fēng)速，m/s；垂直于平均風(fēng)向的水平橫向（y方向）擴散參數(shù)，m；鉛直方向（z方向）擴散參數(shù)，m。下風(fēng)向某點處，大氣污染物濃度貢獻值，mg/m3；（推導(dǎo)省略）XYZ主導(dǎo)風(fēng)向0大氣環(huán)

8、境影響預(yù)測與評價2022/10/417y、z方向的污染物濃度呈正態(tài)分布；在一定范圍內(nèi)隨x距離的增加， 、 也逐步增大；、【討論】無界高斯煙羽擴散模式的討論 與污染源的源強Q成正比； 與風(fēng)速U成反比；無界煙羽下風(fēng)向軸線濃度最高，即令y=0、z=0，得到下風(fēng)向地面軸線濃度大氣環(huán)境影響預(yù)測與評價2022/10/4188.2.2 有風(fēng)點源正態(tài)煙羽擴散模式有風(fēng)指距地面10m高處的平均風(fēng)速風(fēng)速把煙流落于地面后的污染物濃度看成兩部分之和：不存在地面反射時（實源）的污染物濃度；由于地面反射作用（虛源）所增加的污染物濃度。XYZ主導(dǎo)風(fēng)向0實源作用 虛源作用 實、虛源作用迭加 高架連續(xù)點源的擴散模式 地面源（He

9、=0）此濃度為無界模式的兩倍 預(yù)測點到源口距離大氣環(huán)境影響預(yù)測與評價2022/10/4191 地面濃度我們更為關(guān)心的是煙羽擴散對地面的影響。高架連續(xù)點源煙羽落地時，Z=0若為地面源 2 地面軸線濃度煙羽沿風(fēng)向軸線上的污染物濃度最大；地面軸線上，Y=0，Z=0 若為地面源 大氣環(huán)境影響預(yù)測與評價2022/10/420高架源與地面源的地面軸線污染物濃度分布情況在其他參數(shù)相同的情況下，地面源的濃度大于高架源大氣環(huán)境影響預(yù)測與評價2022/10/4213 高架連續(xù)點源最大落地濃度構(gòu)造關(guān)系式： (地面軸線濃度)（6.14）代入得到求導(dǎo) 當時，可以得到最大落地濃度距離： （6.17）令（6.17）中，x=

10、xmax,則（6.18）（6.20）（6.21）將（6.20）、（6.21）、（6.17）、代入（6.18），得到大氣環(huán)境影響預(yù)測與評價2022/10/422若對式8.14對x 進行求導(dǎo)、在當時也可求解得到 其中可解得：其中分別為橫向擴散參數(shù)、鉛直向擴散參數(shù)的回歸指數(shù)；分別為橫向擴散參數(shù)、鉛直向擴散參數(shù)的回歸系數(shù)。大氣環(huán)境影響預(yù)測與評價2022/10/423首先計算 ，再利用（6.22）或（6.23）求解。【例】某地區(qū)有以高架連續(xù)點源，有效源高為160m，實測平均風(fēng)速3.0m/s，排煙量4.5105 m3/h，排煙中SO2 濃度為1000 mg/m3。已知 ，試求下風(fēng)向距煙囪500m，距地面x

11、軸線50m處SO2的地面濃度值，并求出該高架點源排出SO2的地面最大濃度。8.2.3 靜小風(fēng)擴散模式小風(fēng)（1.5m/sU100.5m/s）、靜風(fēng)（U100.5m/s)時，污染物在X方向的擴散不可忽略提示：1、計算源強（排煙量濃度，mg/s） 2、計算x=500m，y=50m處的地面濃度 3、求出最大落地濃度大氣環(huán)境影響預(yù)測與評價2022/10/424大氣環(huán)境影響預(yù)測與評價【解】1、計算源強首先計算max，再利用（6.22）或（6.23）求解。 3、求出最大落地濃度2、計算x=500m，y=50m處的地面濃度2022/10/425大氣環(huán)境影響預(yù)測與評價8.2.4 封閉性擴散模式 若在排氣筒出口上方存在一個穩(wěn)定的逆溫層，那么大氣污染物向上的擴散會受到阻擋，同時由于地面的反射，污染物的擴散如同被限制在逆溫層與地面之間的封閉型空間內(nèi)。 在封閉性空間內(nèi)，空間內(nèi)一點的污染物濃度可以看作為實源及其虛源多次反射作用所得濃度之和。計算模式h混合層厚度（由地面到逆溫層底部的高度），m；n煙羽在地面和逆溫層底之間發(fā)生的反射次數(shù)，一般取n44。一般經(jīng)14次反射之后，虛源的作用已經(jīng)很小。2022/10/426大氣