大氣污染控制工程課件

大氣污染控制工程課件第1頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一2第4章大氣擴(kuò)散濃度估算模式1、教學(xué)要求要求了解湍流擴(kuò)散的基本理論，理解和掌握高斯擴(kuò)散模式、煙囪高度的設(shè)計(jì)和廠址的選擇。2、教學(xué)重點(diǎn)掌握影響污染物稀釋擴(kuò)散法控制的有關(guān)條件；污染物濃度估算的高斯模式，煙囪高度的設(shè)計(jì)方法。3、教學(xué)難點(diǎn)污染物稀釋擴(kuò)散法控制，污染物濃度估算的高斯模式。第2頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一3§1湍流擴(kuò)散的基本理論一、湍流概念簡(jiǎn)介擴(kuò)散的要素風(fēng)：平流輸送為主，風(fēng)大則湍流大湍流：擴(kuò)散比分子擴(kuò)散快105～106倍1、什么是湍流？除在水平方向運(yùn)動(dòng)外，還會(huì)由上、下、左、右方向的亂運(yùn)動(dòng)，風(fēng)的這種特性和擺動(dòng)稱為大氣湍流。（有點(diǎn)象分子的熱運(yùn)動(dòng)）或者說湍流是大氣的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。2、湍流與擴(kuò)散的關(guān)系把湍流想象成是由許多湍渦形成的，湍渦的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)而形成它與分子運(yùn)動(dòng)極為相似。3.湍流起因有兩種形式：熱力：溫度垂直分布不均（不穩(wěn)定）機(jī)械：垂直方向風(fēng)速分布不均勻及地面粗糙度第3頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一4二、湍流擴(kuò)散理論簡(jiǎn)介主要闡述湍流與煙流傳播及湍流與物質(zhì)濃度衰減的關(guān)系1.梯度輸送理論德國科學(xué)家菲克，在1855年發(fā)表了一篇題為“論擴(kuò)散”的著名論文。在這篇論文中，他首先提出了梯度擴(kuò)散理論。他把這個(gè)理論表述為：“假定食鹽在其溶劑中的擴(kuò)散定律與在導(dǎo)體中發(fā)生的熱擴(kuò)散相同，是十分自然的。”通過泰勒（G.I.Tayler）與菲克（A.Fick）擴(kuò)散理論的類比建立起來的。菲克認(rèn)為分子擴(kuò)散的規(guī)律與傅立葉提出的固體中的熱傳導(dǎo)的規(guī)律類似，皆可用相同的數(shù)學(xué)方程式描述。湍流梯度輸送理論進(jìn)一步假定，由大氣湍流引起的某物質(zhì)的擴(kuò)散，類似于分子擴(kuò)散，并可用同樣的分子擴(kuò)散方程描述。為了求得各種條件下某污染物的時(shí)、空分布，必須對(duì)分子擴(kuò)散方程在進(jìn)行擴(kuò)散的大氣湍流場(chǎng)的邊界條件下求解。然而由于邊界條件往往很復(fù)雜，不能求出嚴(yán)格的分析解，只能在特定的條件下求出近似解，再根據(jù)實(shí)際情況修正。第4頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一5二、湍流擴(kuò)散理論簡(jiǎn)介2.湍流統(tǒng)計(jì)理論：泰勒(G．I．Tayler)首先應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法研究湍流擴(kuò)散問題，并于1921年提出了著名的泰勒公式。湍流統(tǒng)計(jì)理論假定：流體中的微粒與連續(xù)流體一樣，呈連續(xù)運(yùn)動(dòng)，微粒在進(jìn)行傳輸和擴(kuò)散時(shí)，不發(fā)生化學(xué)和生物學(xué)反應(yīng)；微粒的大小和質(zhì)量不計(jì)，并將微粒運(yùn)動(dòng)看作是相對(duì)于一定空間發(fā)生的。圖4-1表示從污染源釋放出的粒子，在風(fēng)沿著x方向吹的湍流大氣中擴(kuò)散的情況。假定大氣湍流場(chǎng)是均勻、穩(wěn)定的。從原點(diǎn)釋放出的一個(gè)粒子的位置用y表示，則y隨時(shí)間而變化，但其平均值為零。如果從原點(diǎn)放出很多粒子，則在x軸上粒子的濃度最高，濃度分布以x軸為對(duì)稱軸，并符合正態(tài)分布。第5頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一6圖4-1由湍流引起的擴(kuò)散第6頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一73.相似理論湍流相似擴(kuò)散理論，最早始于英國科學(xué)家里查森和泰勒。后來由于許多科學(xué)家的努力，特別是俄國科學(xué)家的貢獻(xiàn)，使湍流擴(kuò)散相似理論得到很大發(fā)展。湍流擴(kuò)散相似理論的基本觀點(diǎn)是，湍流由許多大小不同的湍渦所構(gòu)成，大湍渦失去穩(wěn)定分裂成小湍渦，同時(shí)發(fā)生了能量轉(zhuǎn)移，這一過程一直進(jìn)行到最小的湍渦轉(zhuǎn)化為熱能為止。從這一基本觀點(diǎn)出發(fā)，利用量綱分析的理論，建立起某種統(tǒng)計(jì)物理量的普適函數(shù)，再找出普適函數(shù)的具體表達(dá)式，從而解決湍流擴(kuò)散問題。我們把這種理論稱為相似擴(kuò)散理論。利用這些理論進(jìn)行研究時(shí)，常采用數(shù)值分析法、現(xiàn)場(chǎng)研究法和實(shí)驗(yàn)室模擬研究法三種方法。理論和方法的運(yùn)用不可分割，應(yīng)該將它們很好地結(jié)合在一起，得出與實(shí)際大氣污染擴(kuò)散相符合的計(jì)算模式。

第7頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一8第8頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一9

大氣湍流與污染物的擴(kuò)散圖a表示煙團(tuán)在比它尺度小的湍渦作用下，一邊隨風(fēng)遷移，一邊受到湍渦的攪擾，邊緣不斷與周圍空氣混合，體積緩慢地膨脹，煙團(tuán)內(nèi)部的濃度也不斷地降低。圖8.3b表示煙團(tuán)受到大尺度湍渦的作用。這時(shí)煙團(tuán)主要被湍渦所挾帶，本身增長(zhǎng)不大。圖8.3c表示煙團(tuán)受到大小尺度相當(dāng)?shù)耐臏u扯動(dòng)變形，這是一種最強(qiáng)的擴(kuò)散過程。在實(shí)際大氣中同時(shí)存在著各種不同大小的湍渦，擴(kuò)散過程是上述幾種過程共同完成的。第9頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一10§2高斯擴(kuò)散模式一、高斯模式的有關(guān)假定1.坐標(biāo)系坐標(biāo)系取排放點(diǎn)（無界源、地面源或高架源排放點(diǎn)）在地面的投影點(diǎn)為原點(diǎn)，主風(fēng)向?yàn)閤軸，y軸在水平面內(nèi)垂直于x軸，正方向在x軸的左側(cè)，z軸垂直于水平面，向上為正，即右手坐標(biāo)系。食指—x軸；中指—y軸；拇指—z軸。此坐標(biāo)系中，煙流中心與x軸重合或煙流在oxy平面的投影為x軸。2.四點(diǎn)假設(shè)

a．污染物濃度在y、z方向上分布為正態(tài)分布b．全部高度風(fēng)速均勻穩(wěn)定c．源強(qiáng)是連續(xù)均勻穩(wěn)定的d．?dāng)U散中污染物是守恒的（不考慮轉(zhuǎn)化）

第10頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一11

高斯擴(kuò)散模式坐標(biāo)系高斯擴(kuò)散模式的坐標(biāo)系第11頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一12二、無界空間連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散模式第12頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一13上式中：ū—平均風(fēng)速；Q—源強(qiáng)是指污染物排放速率。與空氣中污染物質(zhì)的濃度成正比，它是研究空氣污染問題的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。通常：（?。┧矔r(shí)點(diǎn)源的源強(qiáng)以一次釋放的總量表示；（ⅱ）連續(xù)點(diǎn)源以單位時(shí)間的釋放量表示；（ⅲ）連續(xù)線源以單位時(shí)間單位長(zhǎng)度的排放量表示；（ⅳ）連續(xù)面源以單位時(shí)間單位面積的排放量表示。σy—水平（橫向）擴(kuò)散參數(shù)，污染物在y方向分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差，是距離y的函數(shù)，m；σz—鉛直（豎向）擴(kuò)散參數(shù)，污染物在z方向分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差，是距離z的函數(shù)，m；未知量—濃度c、待定函數(shù)A(x)、待定系數(shù)a、b；式①、②、③、④組成一方程組，四個(gè)方程式有四個(gè)未知數(shù)，故方程式可解。第13頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一14第14頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一15第15頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一16

三、高架連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散模式高架源既考慮到地面的影響，又考慮到高出地面一定高度的排放源。地面對(duì)污染物的影響很復(fù)雜，如果地面對(duì)污染物全部吸收，則⑧式仍適用于地面以上的大氣，但根據(jù)假設(shè)④可認(rèn)為地面就象鏡子一樣對(duì)污染物起全反射作用，按全反射原理，可用：“像源法”處理這類問題?？梢园裀點(diǎn)污染物濃度看成為兩部分作用之和，一部分實(shí)源作用，一部分是虛源作用。見下頁圖：相當(dāng)于位置在（0，0，H）的實(shí)源和位置在（0，0，-H）的像源，當(dāng)不存在地面時(shí)在P點(diǎn)產(chǎn)生的濃度之和。（1）實(shí)源作用：由于坐標(biāo)原點(diǎn)原選在地面上，現(xiàn)移到源高為H處，相當(dāng)于原點(diǎn)上移H，即原式⑧中的Z在新坐標(biāo)系中為（Z-H）,不考慮地面的影響，則：第16頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一17第17頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一18第18頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一19第19頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一20第20頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一21

以上模式適用于氣態(tài)污染物和粒徑小于10μm的飄塵，對(duì)于大10μm的顆粒物，由于自身的沉降作用，濃度分布將有所改變。7、傾斜煙云模式在預(yù)測(cè)上述顆粒時(shí)，假設(shè)沉積和無沉積有相同的分布形式，但在整個(gè)煙云離開源以后，便以重力終端速度下降（ut）,此時(shí)，只要將高斯模式中有效源高H用())來置換即可得到傾斜煙云模式。第21頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一22→第22頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一23

四、顆粒物擴(kuò)散模式粒徑小于15μm的顆粒物可按氣體擴(kuò)散計(jì)算大于15μm的顆粒物：傾斜煙流模式

地面反射系數(shù)第23頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一24§3污染物濃度的估算q

源強(qiáng)計(jì)算或?qū)崪y(cè)

平均風(fēng)速多年的風(fēng)速資料

H

有效煙囪高度

、擴(kuò)散參數(shù)一.煙氣抬升高度的計(jì)算

初始動(dòng)量：速度、內(nèi)徑煙溫度－>浮力煙氣抬升第24頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一25

一.煙氣抬升高度的計(jì)算抬升高度計(jì)算式

1.Holland公式：適用于中性大氣條件（穩(wěn)定時(shí)減小，不穩(wěn)時(shí)增加10％～20％）

Holland公式比較保守，特別在煙囪高、熱釋放率比較強(qiáng)的情況下第25頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一26一、煙氣抬升高度的計(jì)算抬升高度計(jì)算式（續(xù)）2.Briggs公式：適用不穩(wěn)定及中性大氣條件

第26頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一27一、煙氣抬升高度的計(jì)算抬升高度計(jì)算式（續(xù)）3.我國“制訂地方大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)方法”(GB/T13201-91)中的公式

第27頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一28第28頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一29第29頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一30

二、擴(kuò)散參數(shù)的確定P－G曲線法P－G曲線Pasquill常規(guī)氣象資料估算Gifford制成圖表第30頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一31a．穩(wěn)定度級(jí)別中，A為強(qiáng)不穩(wěn)定，B為不穩(wěn)定，C為弱不穩(wěn)定，D為中性，E為較穩(wěn)定，F(xiàn)為穩(wěn)定；b．穩(wěn)定度級(jí)別A～B表示按A、B級(jí)的數(shù)據(jù)內(nèi)插；c．夜間定義為日落前一小時(shí)至日出后一小時(shí)；d．不論何種天氣狀況，夜間前后各一小時(shí)算作中性，即D級(jí)穩(wěn)定度；e．強(qiáng)太陽輻射對(duì)應(yīng)于碧空下的太陽高度角大于60。的條件；弱太陽輻射相當(dāng)于碧空下太陽高度角為15?！?5。。在中緯度地區(qū)，仲夏晴天的中午為強(qiáng)太陽輻射，寒冬晴天中午為弱太陽輻射。云量將減少太陽輻射，云量應(yīng)與太陽高度一起考慮。例如，在碧空下應(yīng)是強(qiáng)太陽輻射，在有碎中云(云量6／10到9／10)時(shí)，要減到中等太陽輻射，在碎低云時(shí)減到弱輻射；

第31頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一321.擴(kuò)散參數(shù)的確定－P－G曲線法P－G曲線的應(yīng)用根據(jù)常規(guī)資料確定穩(wěn)定度級(jí)別第32頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一331.擴(kuò)散參數(shù)的確定－P－G曲線法P－G曲線的應(yīng)用利用擴(kuò)散曲線確定和第33頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一341.擴(kuò)散參數(shù)的確定－P－G曲線法P－G曲線的應(yīng)用地面最大濃度估算第34頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一35例4—2某石油精煉廠自平均有效源高60m處排放的SO2量為80g／s，有效源高處的平均風(fēng)速為6m／s，試估算冬季陰天正下風(fēng)向距離煙囪500m處地面上的SO2濃度。解：在陰天大氣條件下，穩(wěn)定度為D級(jí)，由表4—4查得，在x=500m處，σy=35.3m，σz=18.1m。把數(shù)據(jù)代人式(4—9)中得到

第35頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一362.擴(kuò)散參數(shù)的確定－中國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法穩(wěn)定度分類方法改進(jìn)的P－T法

太陽高度角

（式4-29，地理緯度，傾角）

輻射等級(jí)穩(wěn)定度云量（加地面風(fēng)速）

第36頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一372.擴(kuò)散參數(shù)的確定－中國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法擴(kuò)散參數(shù)的選取擴(kuò)散參數(shù)的表達(dá)式為（取樣時(shí)間0.5h，按表4-8查算）平原地區(qū)和城市遠(yuǎn)郊區(qū)，D、E、F向不穩(wěn)定方向提半級(jí)工業(yè)區(qū)和城市中心區(qū)，C提至B級(jí)，D、E、F向不穩(wěn)定方向提一級(jí)丘陵山區(qū)的農(nóng)村或城市，同工業(yè)區(qū)取樣時(shí)間大于0.5h，不變，第37頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一38第38頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一39第39頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一40例4—3在例4—1的條件下，當(dāng)煙氣排出的SO2速率為150g／s時(shí)，試計(jì)算陰天的白天SO2的最大著地濃度及其出現(xiàn)的距離。解：(1)確定大氣穩(wěn)定度：根據(jù)題設(shè)，陰天的白天為D級(jí)。根據(jù)擴(kuò)散參數(shù)的選取方法，城區(qū)中的點(diǎn)源，D級(jí)向不穩(wěn)定方向提一級(jí)，則應(yīng)為C級(jí)。(2)計(jì)算最大著地濃度：由例4—1計(jì)算結(jié)果，有效源高H=304.9m，由式(4—11)求得出現(xiàn)最大著地濃度時(shí)的垂直擴(kuò)散參數(shù)：

第40頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一41第41頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一42例4—4某工廠位于城市遠(yuǎn)郊區(qū)，鍋爐煙囪高度為85m，出口內(nèi)徑4m，煙氣出口溫度140℃，煙氣流量為244800m3/h，SO2排放率為50g／s。煙囪出口高度處平均風(fēng)速為4.0m/s，當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?13hPa，環(huán)境氣溫為20℃。試計(jì)算7月15日晴天12時(shí)的地面軸線濃度分布情況，計(jì)算范圍從距煙囪500m起，間隔500m，計(jì)算到下風(fēng)向4000m止(當(dāng)?shù)鼐暥圈?24。30‘，經(jīng)度λ=102。20‘)。解：(1)計(jì)算煙氣抬升高度和有效源高：由式(4—23)計(jì)算煙氣熱釋放率：

第42頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一43晴天可認(rèn)為總云量和低云量皆小于4，查表4—5，確定太陽輻射等級(jí)為+3。估計(jì)距地面l0m高處的風(fēng)速，利用式(3—23)和表3—3(80頁)反算出u=2.9m／s。查表4—6，大氣穩(wěn)定度應(yīng)為A～B級(jí)，本題取B級(jí)。第43頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一44(3)濃度估算：先對(duì)擴(kuò)散參數(shù)修正，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)于城市遠(yuǎn)郊區(qū)平坦地區(qū)，B級(jí)穩(wěn)定度的擴(kuò)散參數(shù)仍取B級(jí)時(shí)的值。按表4—8中的冪函數(shù)計(jì)算(或近似查表4—4)，不同下風(fēng)距離處擴(kuò)散參數(shù)σy和σz的數(shù)值如下：

第44頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一45§4特殊氣象條件下的擴(kuò)散模式主要指氣象條件與高斯模式不一樣（溫度層結(jié)構(gòu)均一，實(shí)際中難以實(shí)現(xiàn)）

封閉型擴(kuò)散模式相當(dāng)于兩鏡面之間無窮次全反射實(shí)源和無窮多個(gè)虛源貢獻(xiàn)之和

n為反射次數(shù)，在地面和逆面實(shí)源在兩個(gè)鏡子里分別形成n個(gè)像第45頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一46

一、封閉型擴(kuò)散模式計(jì)算簡(jiǎn)化：第46頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一47例4—5某電廠煙囪有效高度為150m，SO2的排放量為151g/s，在夏季晴朗的下午，地面風(fēng)速為4m/s。由于上部鋒面逆溫將使垂直混合限制在1.5km以內(nèi)。試估算正下風(fēng)向3km、11km和8km處的SO2濃度。解：夏季晴朗的下午，太陽輻射為強(qiáng)輻射，在地面風(fēng)速為4m/s時(shí)，由表4—3查得大氣穩(wěn)定度為B級(jí)。由式(4—33)有

由表4—8中冪函數(shù)反算出xD=4967m。當(dāng)x=3km<xD時(shí)，地面軸線濃度(式4—9)：第47頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一48第48頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一49

二、熏煙型擴(kuò)散模式假設(shè)：

D

換成hf（垂向均勻分布）；q只包括進(jìn)入混合層部分，

則仍可用上面公式

第49頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一50二、熏煙型擴(kuò)散模式第50頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一51例4—6某電廠煙囪有效高度150m，SO2排放量151g/s。夜間和上午地面風(fēng)速為

4m/s，夜間云量3/10。若清晨煙流全部發(fā)生熏煙現(xiàn)象，確定下風(fēng)向16km處的地面軸線濃度。

第51頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一52§5城市及山區(qū)擴(kuò)散模式一、城市大氣擴(kuò)散模式1.線源擴(kuò)散模式第52頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一53例4—7在陰天情況下，風(fēng)向與公路垂直，平均風(fēng)速為4m/s，最大交通量為8000輛/h。車輛平均速度為64km/h，每輛車排放CO量為2×10-2g/s，試求距公路下風(fēng)向300m處的CO濃度。第53頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一54

一、城市大氣擴(kuò)散模式2.面源擴(kuò)散模式大氣排放規(guī)范里：在一定區(qū)域范圍內(nèi)，以低矮密集的方式自地面或近地面的高度排放污染物的源，如工藝過程中的無組織排放、儲(chǔ)存堆、渣場(chǎng)等排放源。第54頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一55

一、城市大氣擴(kuò)散模式2.面源擴(kuò)散模式（續(xù)）假定：(1)每一面源單元的污染物排放量集中在該單元的形心上；(2)面源單元形心的上風(fēng)向距離x0處有一虛擬點(diǎn)源，它在面源單元中心線處產(chǎn)生的煙流寬度()等于面源單元寬度W；(3)面源單元在下風(fēng)向造成的濃度可用虛擬點(diǎn)源在下風(fēng)向造成的同樣的濃度所代替。第55頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一56二、山區(qū)擴(kuò)散模式山區(qū)流場(chǎng)由于受到復(fù)雜地形的熱力和動(dòng)力因子影響，流場(chǎng)均勻和定常的假定難以成立對(duì)風(fēng)向穩(wěn)定、研究尺度不大、地形較為開闊及起伏不大的地區(qū)，濃度基本上遵循正態(tài)分布規(guī)律，只是擴(kuò)散參數(shù)比平原地區(qū)大很多，向不穩(wěn)定方向提級(jí)。第56頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一57§6煙囪高度的設(shè)計(jì)

煙囪不單是一排氣裝置，也是控制空氣污染、保護(hù)環(huán)境的重要設(shè)備。煙囪高度、出口直徑、噴出速度等工藝參數(shù)應(yīng)滿足減少對(duì)地面污染的需要。增加煙囪高度可以減輕污染源對(duì)局部地區(qū)的污染，大體上C地面∝1/H2，但超過一定高度后再增加高度，對(duì)地面濃度的影響甚微，而煙囪的造價(jià)卻隨高度增加而急劇增大（煙囪的造價(jià)∝H2），所以并不是煙囪愈高愈好。設(shè)計(jì)煙囪高度的基本原則是既要保證排放物造成的地面最大濃度或地面絕對(duì)最大濃度不超過國家大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，又應(yīng)做到投資最省。第57頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一58一、煙囪高度計(jì)算

煙囪高度的計(jì)算分為：①精確計(jì)算法；②簡(jiǎn)化計(jì)算法。煙囪高度一般按錐型擴(kuò)散正態(tài)分布模式導(dǎo)出的簡(jiǎn)化公式計(jì)算，據(jù)對(duì)地面濃度要求不同，有兩種計(jì)算法方法：（一）保證地面最大濃度不超過允許濃度的計(jì)算方法（二）保證地面絕對(duì)最大濃度不超過允許濃度的計(jì)算方法。1.按地面最大濃度的計(jì)算方法以地面最大濃度不超過規(guī)定為依據(jù)，保證地面最大濃度不超過允許濃度的計(jì)算公式第58頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一59第59頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一60

一、煙囪高度的計(jì)算2.按地面絕對(duì)最大濃度計(jì)算第60頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一613.根據(jù)一定保證率計(jì)算煙囪高度∵由地面最大濃度計(jì)算法→HS較矮，當(dāng)u＜ū時(shí)，地面濃度超標(biāo)；由地面絕對(duì)最大濃度計(jì)算法→HS較高，無論u多大，地面濃度不超標(biāo)，但煙囪造價(jià)高?！嘣诖_定保證率后，ū、穩(wěn)定度取一定值后代入上述公式，可得某一保證率的氣象條件下的煙囪高度，較前面較合理。4.根據(jù)點(diǎn)源煙塵允許排放率設(shè)計(jì)（P值法計(jì)算煙囪高度）根據(jù)“指定大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)方法”GB/T13201-91中規(guī)定的點(diǎn)源煙塵允許排放率計(jì)算式：式中：Qe－煙塵允許排放速率，t/h；

Pe－煙塵排放控制系數(shù)，t/(h·m2)；

H－有效源高，m。由此得煙囪高度為：第61頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一62二、煙囪設(shè)計(jì)中的若干問題1.分析擬建廠地區(qū)可能產(chǎn)生的煙型及頻率，正確選用煙囪高度計(jì)算公式。煙型不同產(chǎn)生的地面最大濃度不同，煙囪高度的計(jì)算公式不同，因此確定煙型很重要。常用兩種方法：1）選用最不利的煙型相應(yīng)的煙囪高度計(jì)算公式；2）選擇保證一定的地面最大濃度出現(xiàn)頻率和持續(xù)時(shí)間的煙型及相應(yīng)的煙囪高度計(jì)算公式。2.抬升公式很多，用何公式應(yīng)按具體情況而定，一般選我國公式3.公式中與氣象有關(guān)的參數(shù)取值有兩種方法：①取多年平均值；②取某一保障頻率的值：如已知ū＞3m/s的頻率為80%，取3m/s可保證有80%不超標(biāo)，而地面平均最大濃度可能比規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)更低。第62頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一63第63頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一64

§3-6廠址選擇

一、選擇廠址所需的氣候資料

氣候資料是指氣象資料的常年統(tǒng)計(jì)形式。1、風(fēng)向和風(fēng)速氣候資料：為了一目了然，常把風(fēng)資料畫成風(fēng)玫瑰圖。圖a是風(fēng)向玫瑰圖；圖b風(fēng)速玫瑰圖是各個(gè)風(fēng)向的平均風(fēng)速絕對(duì)值。圖c是風(fēng)速和風(fēng)向頻率復(fù)合圖，該圖矢線長(zhǎng)度代表風(fēng)向頻率大小，矢線末端的風(fēng)速羽代表平均風(fēng)速，每一羽可表示0.5或1.0m/s。第64頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一65風(fēng)向（風(fēng)速）玫瑰圖：在8個(gè)或16個(gè)方向上給出風(fēng)向（風(fēng)速）的相對(duì)頻率或絕對(duì)值，用線段表示，連接各端點(diǎn)即成。風(fēng)玫瑰圖可按多年（5-10年或更長(zhǎng)）的平均值作；也可按某月或某季的多年平均值作，山區(qū)地形復(fù)雜，風(fēng)向、風(fēng)速隨地形和高度而變，可做出不同地點(diǎn)和高度的風(fēng)玫瑰圖。靜風(fēng)（風(fēng)速<0.5m/s）或微風(fēng)（風(fēng)速為0.5～1.5m/s）情況大氣通風(fēng)條件差，容易引起高濃度污染，尤其是長(zhǎng)時(shí)間靜風(fēng)會(huì)使污染物大量積累，引起嚴(yán)重污染。因此，在空氣污染分析中不僅應(yīng)統(tǒng)計(jì)靜風(fēng)頻率，有條件還要統(tǒng)計(jì)靜風(fēng)持續(xù)時(shí)間。第65頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一66第66頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一67第67頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一682.大氣穩(wěn)定度的氣象資料一般氣象臺(tái)沒有近地層大氣逆溫層結(jié)的詳細(xì)資料，但可據(jù)pasquill或我們廢氣排放制定標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的方法。利用已知的氣象資料進(jìn)行分類，統(tǒng)計(jì)出月（年、季）各穩(wěn)定度頻率，作出必要的圖表。3.混合層高度的確定

混合層高度是影響混合物鉛直擴(kuò)散的重要參數(shù)。由于溫度層結(jié)的晝夜變化，混合層高度也隨時(shí)間變化?；旌蠈痈叨瓤煽醋鳉鈮K作干絕熱上升運(yùn)動(dòng)的上限高度，具體地指出污染物在鉛直方向的擴(kuò)散范圍。第68頁，共76頁，2023年，2月20日，星期一69（即：干絕熱遞減率上限高度。混合層愈高，則污染物垂直擴(kuò)散的范圍越大。）受太陽輻射的影響，午后混合層高度最大，在溫度—高度圖上，從下午最大地面溫度作干絕熱線，與早晨溫度探