環(huán)境質(zhì)量評價與系統(tǒng)分析目錄1. 環(huán)境質(zhì)量評價與系統(tǒng)分析2. 數(shù)學(xué)模型概述3. 環(huán)境質(zhì)量評價的數(shù)學(xué)模型4. 污染源評價與總量控制5. 大氣環(huán)境質(zhì)量評價及影響預(yù)測6. 水環(huán)境質(zhì)量評價和影響預(yù)測7. 環(huán)境噪聲影響預(yù)測及評價8. 環(huán)境系統(tǒng)最優(yōu)化9. 附錄環(huán)境質(zhì)量評價與系統(tǒng)分析1.1環(huán)境質(zhì)量評價的概念1.1.1環(huán)境質(zhì)量與環(huán)境質(zhì)量評價1.1.2環(huán)境影響評價1.2環(huán)境保護(hù)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)1.2.1環(huán)境保護(hù)的法規(guī)1.2.2環(huán)境保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)1.3環(huán)境系統(tǒng)分析的概念1.3.1系統(tǒng)的定義和分類1.3.2系統(tǒng)分析的根本概念1.3.3環(huán)境系統(tǒng)分析1.3.4環(huán)境質(zhì)量評價與環(huán)境系統(tǒng)分析環(huán)境質(zhì)量評價與系統(tǒng)分析1.1環(huán)境質(zhì)量評價的概念1.1.1環(huán)境質(zhì)量與環(huán)境質(zhì)量評價1.1.2環(huán)境影響評價1.2環(huán)境保護(hù)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)1.2.1環(huán)境保護(hù)的法規(guī)1.2.2環(huán)境保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)1.3環(huán)境系統(tǒng)分析的概念1.3.1系統(tǒng)的定義和分類1.3.2系統(tǒng)分析的根本概念1.3.3環(huán)境系統(tǒng)分析1.3.4環(huán)境質(zhì)量評價與環(huán)境系統(tǒng)分析環(huán)境、環(huán)境質(zhì)量、環(huán)境質(zhì)量評價環(huán)境：在人們周圍的各種自然因素的總和，如大氣、水、植物、動物、土壤、巖石、礦藏、陽光等。這些人類周圍的物質(zhì)和能量會直接或間接影響人類的生存和開展，所以是人類賴以生存的物質(zhì)根底。環(huán)境質(zhì)量:一般指在一個具體的環(huán)境中,環(huán)境的總體或環(huán)境的某些要素對人類的生存繁衍及社會經(jīng)濟(jì)開展的適宜程度。環(huán)境質(zhì)量評價:是對環(huán)境的優(yōu)劣所進(jìn)行的一種定量描述。即按照一定的評價標(biāo)準(zhǔn)和評價方法對一定區(qū)域范圍內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行說明、評定和預(yù)測。1.1.2環(huán)境影響評價環(huán)境影響評價法共有5章38條，規(guī)定了對各種開展規(guī)劃和建設(shè)工程的環(huán)境影響評價的內(nèi)容，程序以及相應(yīng)的法律責(zé)任。環(huán)境影響評價 1.2.1. 環(huán)境保護(hù)的法規(guī)1.2.2. 環(huán)境保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)

環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)體系

按發(fā)布權(quán)限看，分為環(huán)境保護(hù)的國家標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)三種；

按照環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)來看，分為一級標(biāo)準(zhǔn)、二級標(biāo)準(zhǔn)、三級標(biāo)準(zhǔn)等；其中一級標(biāo)準(zhǔn)最為嚴(yán)格，二級標(biāo)準(zhǔn)次之，三級標(biāo)準(zhǔn)較寬松。

按照類型來看，環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)包括：根底標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、污染物檢測方法標(biāo)準(zhǔn)和儀器設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)五類。我國環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)號的含義1.3環(huán)境系統(tǒng)分析的概念1.3.1系統(tǒng)的定義和分類 1.3.2系統(tǒng)分析的根本概念1.3.3環(huán)境系統(tǒng)分析1.3.4環(huán)境質(zhì)量評價與環(huán)境系統(tǒng)分析系統(tǒng)和系統(tǒng)分析系統(tǒng)：由兩個或兩個以上,相互獨(dú)立又相互制約的,執(zhí)行特定功能的元素組成的有機(jī)整體。系統(tǒng)的元素又稱為子系統(tǒng),而每個子系統(tǒng)又包含假設(shè)干個更小的子系統(tǒng)。同樣每一個系統(tǒng)又是比它更大的系統(tǒng)的子系統(tǒng)。系統(tǒng)分析：對研究對象進(jìn)行有目的、有步驟的探索和研究過程，它運(yùn)用科學(xué)的方法和工具確定一個系統(tǒng)所應(yīng)具備的功能和相應(yīng)的環(huán)境條件，以確定實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)的最正確方案。系統(tǒng)分析過程系統(tǒng)分析過程和傳統(tǒng)的工程學(xué)科方法不同，它除了要研究系統(tǒng)中各要素的具體性質(zhì)，解決系統(tǒng)要素的具體問題之外，還著重研究和揭示各個要素之間的有機(jī)聯(lián)系，使得系統(tǒng)中各個要素的關(guān)系協(xié)調(diào)融洽，到達(dá)系統(tǒng)總目標(biāo)最優(yōu)的目的。系統(tǒng)分析的過程是對系統(tǒng)的分解和綜合。所謂分解，就是研究和描述組成系統(tǒng)的各個要素的特征，掌握各要素的變化規(guī)律；所謂綜合就是研究各個要素之間的聯(lián)系和有機(jī)組合，到達(dá)系統(tǒng)的總目標(biāo)最優(yōu)。系統(tǒng)分解和綜合的過程都要建立和運(yùn)用數(shù)學(xué)模型。各種數(shù)學(xué)方法是系統(tǒng)分析必備的手段。圖1-2模型研究方法？？？系統(tǒng)分析問題數(shù)學(xué)模型可求解物理模型，小型生態(tài)模型可控制可觀測類比預(yù)測實(shí)施結(jié)果描述和解答Volterra的捕食模型

xP=(D+k)/C

yP=(A-k)/B

捕撈的影響,設(shè)對大魚和小魚都具有相同的捕撈比率k

解出x0=D/C；y0=A/B；圖1-3Volterra捕食模型的軌線結(jié)構(gòu)

YX(X1k,Y1k)(X0,Y0)(X12,Y12)(X10,Y10)(X11,Y11)(XP,YP)環(huán)境質(zhì)量評價與環(huán)境系統(tǒng)分析1環(huán)境質(zhì)量評價與系統(tǒng)分析概念的區(qū)別與聯(lián)系

環(huán)境質(zhì)量評價是對環(huán)境狀態(tài)優(yōu)劣進(jìn)行定量描述的一項工作或任務(wù)。系統(tǒng)分析那么是一種方法和手段。系統(tǒng)分析的思想和方法貫穿在環(huán)境質(zhì)量評價的全部過程中。沒有系統(tǒng)分析的的思想和方法環(huán)境質(zhì)量評價是無法進(jìn)行的。2.在環(huán)境質(zhì)量評價中如何應(yīng)用系統(tǒng)分析〔1〕利用系統(tǒng)的層次性,分解問題,建立模塊結(jié)構(gòu)體系,有效地組織環(huán)境質(zhì)量評價的實(shí)施.〔2〕采用模型方法,掌握污染物變化遷移規(guī)律。〔3〕根據(jù)環(huán)境保護(hù)目標(biāo),論證工程工程的可行性?！?〕根據(jù)經(jīng)濟(jì)開展要求(工程工程實(shí)施)優(yōu)化環(huán)保治理和控制體系。環(huán)境質(zhì)量評價與系統(tǒng)分析難點(diǎn)重點(diǎn)數(shù)學(xué)模型概述2.1數(shù)學(xué)模型的定義和分類2.2數(shù)學(xué)模型的建立2.2.1建立數(shù)學(xué)模型的過程2.2.2對模型的根本要求2.2.3數(shù)學(xué)模型的驗證和誤差分析2.3Excel在建立數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用2.3.1污水處理的線性回歸分析2.3.2結(jié)構(gòu)分析和曲線擬合2.3.3用Excel進(jìn)行參數(shù)估計1數(shù)學(xué)模型的定義和分類定義:如果一個事物M與另一個事物S之間，滿足兩個條件：M中包含有一些元素(分量)，每個元素(分量)分別對應(yīng)和代表S中的一個元素(分量)；M中的上述分量之間應(yīng)存在一定的關(guān)系，這種個關(guān)系可以用于與S的分量間關(guān)系進(jìn)行類比。我們那么將事物M稱為事物S的模型。滿足上述模型條件的具體數(shù)學(xué)表達(dá)式和算法叫做數(shù)學(xué)模型。模型的形式模型抽象模型具體模型數(shù)學(xué)模型:方程式,函數(shù),邏輯式圖象模型:流程圖,方向圖,框圖；計算機(jī)程序:計算程序,模擬程序相似模型:(實(shí)物放大縮小)建筑模型，風(fēng)洞實(shí)驗?zāi)Ｐ湍M模型:電模擬模型討論題用建立數(shù)學(xué)模型的方法討論，用一盆水清洗衣服和將該盆水分成兩個半盆水來洗衣服，哪個效果好。

定義：M中包含有一些元素(分量)，每個元素(分量)分別對應(yīng)和代表S中的一個元素(分量)；M中的上述分量之間應(yīng)存在一定的關(guān)系，這種個關(guān)系可以用于與S的分量間關(guān)系進(jìn)行類比。設(shè)，一盆水水量L，衣服中污染物質(zhì)量M，余水量L1，剩余物比較；物理簡化法；數(shù)學(xué)簡化法。2.2數(shù)學(xué)模型的建立2.2.1建立數(shù)學(xué)模型的過程2.2.2對模型的根本要求2.2.3數(shù)學(xué)模型的驗證和誤差分析建立數(shù)學(xué)模型的步驟觀測數(shù)據(jù)組Ⅰ模型結(jié)構(gòu)選擇模型應(yīng)用觀測數(shù)據(jù)組Ⅱ參數(shù)估計檢驗與驗證圖2-2模型的結(jié)構(gòu)選擇(1)白箱模型根據(jù)對系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的了解,以客觀事物變化遵循的物理化學(xué)定律為根底，經(jīng)邏輯演繹而建立起的模型是機(jī)理模型。這種建立模型的方法叫演繹法。機(jī)理模型具有唯一性。(2)灰箱模型即半機(jī)理模型。在建立環(huán)境數(shù)學(xué)模型的過程中,幾乎每個模型都包含一個或多個待定參數(shù),這些待定參數(shù)一般無法由過程機(jī)理來確定。通常要借助于觀測數(shù)據(jù)或?qū)嶒灲Y(jié)果。(3)黑箱模型即輸入-輸出模型。需要大量的輸入,輸出數(shù)據(jù)以獲得經(jīng)驗?zāi)Ｐ汀Ｋ鼈兛稍谌粘＠杏^察中積累,也可由專門實(shí)驗獲得。根據(jù)對系統(tǒng)輸入輸出數(shù)據(jù)的觀測,在數(shù)理統(tǒng)計根底上建立起經(jīng)驗?zāi)Ｐ偷姆椒ㄓ纸袣w納法。經(jīng)驗?zāi)Ｐ筒痪哂形ㄒ恍浴?.3Excel在建立數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用2.3.1污水處理的線性回歸分析2.3.2結(jié)構(gòu)分析和曲線擬合2.3.3用Excel進(jìn)行參數(shù)估計污水處理的線性回歸分析例2-2某污水處理廠提供的3、4月份的日常監(jiān)測臺帳如表2-4所示，試根據(jù)3月份的數(shù)據(jù)建立其出水COD對應(yīng)入水COD的線性回歸模型，然后用4月份的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗證。

表2-5出水COD對應(yīng)入水COD回歸統(tǒng)計結(jié)果MultipleR0.630237Intercept43.25682XVariable10.136996標(biāo)準(zhǔn)誤差26.22009觀測值24結(jié)構(gòu)分析和曲線擬合2.3.3用Excel進(jìn)行參數(shù)估計用Copy計算式結(jié)合多元線性回歸進(jìn)行復(fù)雜模型參數(shù)估值

例2-4根據(jù)對某一種反響的分析，獲得灰箱模型為：試根據(jù)表2-8所示的一組實(shí)驗觀測值，進(jìn)行灰箱模型的參數(shù)估值，并討論其是否可信。解：首先建立Excel的工作表，輸入的實(shí)驗數(shù)據(jù)，在新的兩列中分別通過輸入計算式和用Copy命令求得對應(yīng)的x10.5和ln(x2)，該反響測定的原始實(shí)驗數(shù)據(jù)和兩列中間計算結(jié)果均列入表2-8。用最優(yōu)化方法進(jìn)行復(fù)雜模型的參數(shù)估值使用Excel電子表格，對于因變量y相應(yīng)于自變量X〔可以是包含多個元素的向量〕的試驗或觀測數(shù)據(jù)，由經(jīng)驗給定參數(shù)的初值開始，計算計算值與觀測值之間的誤差，用最優(yōu)化方法進(jìn)行參數(shù)估值，使該參數(shù)取值條件下誤差的平方和最小。

例2-5河流平均流速為4.0km／h，飽和溶解氧(DO)為lO.Omg／L，河流起點(diǎn)的BOD(L0)濃度為20mg／L，沿程的溶解氧(ＤＯ)的測定數(shù)據(jù)如下：第二章數(shù)學(xué)模型概述學(xué)習(xí)難點(diǎn)的闡述通過例題例2-2學(xué)習(xí)，進(jìn)一步闡述該學(xué)習(xí)難點(diǎn)，用具體計算和圖形展示誤差的取值、累積頻率曲線；認(rèn)識中值誤差(累積頻率為50％)的概念和采用來作為衡量模型精確度的度量。掌握數(shù)學(xué)建模方法。誤差的累積頻率誤差mg/L第二章數(shù)學(xué)模型概述學(xué)習(xí)要點(diǎn)為：(1)

滿足模型條件的數(shù)學(xué)表達(dá)式和算法叫做數(shù)學(xué)模型，它具有高度的抽象性和經(jīng)濟(jì)性。環(huán)境系統(tǒng)工程中的數(shù)學(xué)模型是應(yīng)用數(shù)學(xué)語言和方法來描述環(huán)境污染過程中的物理、化學(xué)、生物化學(xué)、生物生態(tài)以及社會等方面的內(nèi)在規(guī)律和相互關(guān)系的數(shù)學(xué)方程。(2)

數(shù)學(xué)模型的建立過程包括：數(shù)據(jù)的搜集和初步分析、模型的結(jié)構(gòu)選擇、估計模型的參數(shù)以及模型的檢驗和修正等。(3)

MicrosoftExcel提供了一組數(shù)據(jù)分析工具，要使用分析工具庫進(jìn)行數(shù)學(xué)模型的驗證和誤差分析，必須對所提供的分析函數(shù)定義和在統(tǒng)計、誤差分析中的作用有相應(yīng)的了解。(4)

練習(xí)掌握用Excel解決環(huán)境問題的線性回歸分析、曲線擬合及參數(shù)估計等數(shù)學(xué)建模問題。難點(diǎn)重點(diǎn)環(huán)境質(zhì)量評價的數(shù)學(xué)模型

3.1指數(shù)評價模型3.1.1單因子指數(shù)3.1.2多因子指數(shù)3.1.3空氣污染指數(shù)3.2環(huán)境質(zhì)量的分級聚類模型3.2.1積分值分級法3.2.2模糊綜合評價法3.3污染物的運(yùn)動變化模型3.3.1污染物在環(huán)境介質(zhì)中的運(yùn)動變化3.3.2污染物運(yùn)動變化的根本模型3.1指數(shù)評價模型環(huán)境質(zhì)量指數(shù)就是這樣一個有代表性的數(shù)，是質(zhì)量好壞的表征，既可以表示單因子的，也可以表示多因子的環(huán)境質(zhì)量狀況。3.1.1單因子指數(shù)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)是無量綱數(shù),表示污染物在環(huán)境中實(shí)際濃度超過評價標(biāo)準(zhǔn)的程度,即超標(biāo)倍數(shù)。Ii的數(shù)值越大表示該單項的環(huán)境質(zhì)量越差。因此對溶解氧和pH值而言,其單項水質(zhì)參數(shù)具有不同的定義式.3.1.2多因子指數(shù)

1.均值型多因子指數(shù)2.計權(quán)型多因子環(huán)境質(zhì)量指數(shù)計權(quán)型多因子環(huán)境質(zhì)量指數(shù)的根本出發(fā)點(diǎn)是認(rèn)為各種環(huán)境因子對環(huán)境的影響是不等權(quán)的，其影響應(yīng)該計入各環(huán)境因子的權(quán)系數(shù)?！?-7〕3.N.L.Nemerow(內(nèi)梅羅)指數(shù)內(nèi)梅羅指數(shù)是一種突出最大值的計權(quán)型多因子環(huán)境質(zhì)量指數(shù)

3.1.3空氣污染指數(shù)空氣污染指數(shù)〔AirPollutionIndex,簡稱API〕就是將常規(guī)監(jiān)測的幾種空氣污染物濃度簡化成為單一的概念性指數(shù)值形式，并用于分級表征空氣污染程度和空氣質(zhì)量狀況。這種方法適合于表示城市的短期空氣質(zhì)量狀況和變化趨勢?？諝馕廴局笖?shù)的分級標(biāo)準(zhǔn)是：〔1〕空氣質(zhì)量指數(shù)API50對應(yīng)的污染物濃度為國家空氣質(zhì)量日均值一級標(biāo)準(zhǔn)；〔2〕API100對應(yīng)的污染物濃度為國家空氣質(zhì)量日均值二級標(biāo)準(zhǔn)；〔3〕API更高值段的分級對應(yīng)于各種污染物對人體健康產(chǎn)生不同影響時的濃度限制。為了對空氣污染綜合分級，首先需按單項污染因子計算空氣污染指數(shù)。參照上述空氣污染指數(shù)分級標(biāo)準(zhǔn)的一些原那么，每個單項有著各自的分級標(biāo)準(zhǔn)，表3-4空氣污染指數(shù)分級標(biāo)準(zhǔn)(試行) 〔2000年4月27日發(fā)布〕API空氣質(zhì)量級別空氣質(zhì)量狀況對健康的影響0～50I優(yōu)可正常活動51～100II良可正?；顒?01～150IIIIII1

輕微污染長期接觸,易感人群出現(xiàn)癥狀151～200III2

輕度污染長期接觸,健康人群出現(xiàn)癥狀201～250IVIV1

中度污染一定時間接觸后,健康人群出現(xiàn)癥狀251～300IV2

中度重污染一定時間接觸后,心臟病和肺病患者癥狀顯著加劇>300V重度污染健康人群明顯強(qiáng)烈癥狀,提前出現(xiàn)某些疾病空氣污染指數(shù)API的計算方法空氣質(zhì)量描述空氣質(zhì)量等級API二氧化硫濃度可吸入顆粒物嚴(yán)重污染V5002620

4002100

中度污染IV3001600

輕度污染III200250350良II100150150優(yōu)I505050將監(jiān)測點(diǎn)的各項污染物濃度日均值與各自的分級標(biāo)準(zhǔn)限值相比較，確定對應(yīng)于該濃度值時API所在的API指數(shù)區(qū)間，再按照插值法計算該污染物濃度的API值。根據(jù)測得的可吸入顆粒物濃度值是200μg/NM3，計算API

環(huán)境質(zhì)量的分級聚類模型環(huán)境質(zhì)量分級聚類模型也稱為功能評價模型，它按照一定的聚類方法，將計算出的綜合指數(shù)與環(huán)境質(zhì)量實(shí)際狀況相比照，實(shí)行環(huán)境質(zhì)量的表征數(shù)值的綜合歸類，以確定其等級。表3-6積分值法的環(huán)境質(zhì)量分級積分值M≥9696＞M≥7676＞M≥6060＞M≥4040＞M環(huán)境質(zhì)量等級一級二級三級四級五級表3-7大氣環(huán)境中污染物濃度(mg/Nm3)和單因子評分一級二級三級四級五級污染因子20(分)161284總懸浮微?！?.150.30.51.0>10飄塵≤0.50.150.250.50>0.50SO2≤0.050.150.250.50>0.50NOx≤0.050.100.150.30>0.30CO≤4.04.06.012.0>12.0模糊綜合評價法1．環(huán)境質(zhì)量評價的不確定性分析2．模糊集合理論簡介在模糊評價法中，最根本和使用最多的是隸屬度與隸屬函數(shù)。隸屬度表示元素u屬于模糊集合U的程度；也就是對模糊集合的判斷是用元素對此集合的附屬程度大小來表達(dá)的。這就使集合界線模糊不清無關(guān)緊要了，它并不會影響我們對元素屬于集合的判斷，隸屬度的概念是普通集合論和模糊集合論的關(guān)鍵區(qū)別。隸屬度函數(shù)的取值可以是區(qū)間[0,1]之中的任何數(shù)，假設(shè)隸屬度值接近于1時，表示隸屬程度高；反之，假設(shè)隸屬度值接近于0時，表示隸屬程度低。模糊集用U,V,W作為一特定集合的標(biāo)記,設(shè)U的元素為當(dāng)F為U的一個有限的模糊子集時，用記號來說明隸屬程度,式中μi表示對應(yīng)元素ui

對F的隸屬度值。

3.環(huán)境質(zhì)量模糊評價中的集合

(1)環(huán)境質(zhì)量的因素集合選擇m個污染物考核因子，按照一定的順序進(jìn)行排列，便形成了因素集合。環(huán)境質(zhì)量的因素是一個具有m個元素的向量。這里的污染物因子在進(jìn)行測定時會有不同的數(shù)值，污染物因子可能取值的全體，構(gòu)成了環(huán)境質(zhì)量的因素論域上的向量空間。(2)環(huán)境質(zhì)量的評語集合環(huán)境質(zhì)量的評語集合是指在進(jìn)行環(huán)境質(zhì)量評價時使用的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該用矩陣來表示，因為評價標(biāo)準(zhǔn)對m個污染物因子，均分別規(guī)定了n個分級的標(biāo)準(zhǔn)值。寫作(3)因素與評語之間的關(guān)系矩陣R(4)因素論域上的模糊子集(5)評語論域上的模糊子集

ui為第i個污染因子(例如COD),ai為隸屬度,表示該污染因子對環(huán)境污染的作用。4.關(guān)系矩陣中元素的求解矩陣中的元素,rij為第i種污染物因子,定位于第j級標(biāo)準(zhǔn)的可能性,即:第i種污染物因子對j級標(biāo)準(zhǔn)的隸屬度。矩陣中的行元素，(ri1…rin)為第i種污染物因子對各級標(biāo)準(zhǔn)的隸屬度。矩陣中的列元素〔r1j.….rmj〕為各種污染物因子對第j級標(biāo)準(zhǔn)的隸屬度。12…m個污染因子12……n(評價標(biāo)準(zhǔn)n級)假設(shè)測定的環(huán)境中CO日平均濃度值為4.5mg/Nm3，該值位于二、三級標(biāo)準(zhǔn)(4.0與6.0)之間，接近于二級標(biāo)準(zhǔn)。用隸屬度來表示接近程度的方法是在4.0與6.0之間按比例求解。它們是相應(yīng)于1～3級標(biāo)準(zhǔn)的rCO,1=0,rCO,2=0.75,rCO,3=0.25；以此類推可求得全部關(guān)系矩陣元素的值。5.確定環(huán)境質(zhì)量歸類的模糊評價法

環(huán)境質(zhì)量的模糊評價法歸結(jié)為，因素論域上的模糊子集A(污染物因子的濃度水平)和評價矩陣V(各類標(biāo)準(zhǔn)對因子的要求)，求出向量B(環(huán)境歸屬類別)。在模糊向量A和模糊關(guān)系矩陣R時,綜合評價模糊子集可以表達(dá)為：B=A.R5.確定環(huán)境質(zhì)量歸類的模糊評價法

計算模糊向量B的兩種運(yùn)算模型：運(yùn)算模型之一：M1(∩,∪)小中取大的判別原那么。首先在環(huán)境因素的隸屬度與對應(yīng)關(guān)系矩陣元素中取較小值；然后從中選取最大值作為本級環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的隸屬度bj的取值。bj=∪(ai∩rij)=Max〔Min(a1,r1j)....Min(am,rmj)〕(j=1,2,...n)運(yùn)算模型之二：M2(*,∪)環(huán)境因素的隸屬度與對應(yīng)關(guān)系矩陣元素代數(shù)乘中選取最大值bj=∪(ai*rij)=Max〔a1*r1j,...am*rmj〕(j=1,2,...n)B=A.R河流水質(zhì)監(jiān)測值(mg/l)項目CODDO總氰揮發(fā)酚油類總鉛總汞總砷總鎘六價鉻濃度5.54.250.0780.0230.720.130.0120.030.0040.05

分級代表值和基點(diǎn)值的對應(yīng)濃度(mg/l)污染因子e1e2e3e4e5e6SCOD333.558104溶解氧1085.542.525總氰化物0.0050.02750.1250.20.20.20.2揮發(fā)酚0.0020.0020.00350.00750.010.010.005石油類0.050.050.050.2750.7510.05總鉛0.010.030.050.050.0750.10.05總汞0.000050.000050.0000750.000550.0010.0010.0001總砷0.050.050.050.0750.10.10.05總鎘0.0010.0030.0050.0050.00750.010.005鉻(六價)0.010.030.050.050.0750.10.05

模糊集運(yùn)算B=A.RA'=(1.375,5.50,0.39,4.60,14.4,2.60,120,0.6,0.8,1)經(jīng)歸一化處理,有A=(0.0093,0.038,0.0027,0.031,0.098,0.018,0.817,0.0041,0.0054,0.0068)

模型二的計算:M2(*,∪)bj=∪(ai*rij)=Max〔(a1*r1j)....(am*rmj)〕求得B’=(0.6,0.4,0.597,1.145,13.49,120)3.3污染物的運(yùn)動變化模型3.3.1污染物在環(huán)境介質(zhì)中的運(yùn)動變化0aAx0aAx0aAx(1)推流遷移(2)推流遷移+分散(3)推流遷移+分散+衰減A=aA=aA>a圖3-1推流遷移,分散和衰減作用3.3.2污染物運(yùn)動變化的根本模型1．零維模型根據(jù)質(zhì)量守衡可寫出完全混合反響器的平衡方程,即零維模型連續(xù)流完全混合反應(yīng)器Q,C0Q,CSV,C一維模型環(huán)境質(zhì)量評價的數(shù)學(xué)模型學(xué)習(xí)要點(diǎn)(1)

環(huán)境質(zhì)量指數(shù)評價模型包括單因子指數(shù)和多因子指數(shù)兩種。單因子指數(shù)的計算式均值型多因子環(huán)境質(zhì)量指數(shù)的計算式計權(quán)型多因子環(huán)境質(zhì)量指數(shù)的計算式內(nèi)梅羅指數(shù)的計算式(2)

空氣污染指數(shù)API就是將常規(guī)監(jiān)測的幾種空氣污染物濃度簡化成為單一的概念性指數(shù)值形式，并用于分級表征空氣污染程度和空氣質(zhì)量狀況。計算式

(3)環(huán)境質(zhì)量評價中不確定問題常用模糊綜合評價法進(jìn)行評價。環(huán)境質(zhì)量的因素集合、環(huán)境質(zhì)量的評語集合、因素與評語之間的關(guān)系矩陣R、因素論域上的模糊子集等計算過程。(4)

污染物進(jìn)入環(huán)境之后，作著復(fù)雜的運(yùn)動，遷移運(yùn)動、分散運(yùn)動衰減轉(zhuǎn)化運(yùn)動。根本模型包括零維模型、一維、二維和三維模型。難點(diǎn)重點(diǎn)4. 污染源評價與總量控制4.1污染源調(diào)查 4.1.1污染源及污染物4.1.2污染源調(diào)查 4.2污染物排放量確實(shí)定 4.2.1物料衡算法 4.2.2經(jīng)驗系數(shù)法 4.2.3實(shí)測計算法 4.3污染源評價 4.3.1污染源評價的概念和目的 4.3.2等標(biāo)污染指數(shù) 4.3.3等標(biāo)污染負(fù)荷 4.3.4污染負(fù)荷比4.4總量控制和排污許可證制度 4.1污染源調(diào)查

1．工業(yè)污染源調(diào)查內(nèi)容：(1)企業(yè)環(huán)境狀況(2)企業(yè)根本情況①概況②工藝調(diào)查：③能源、水源、原輔材料情況④生產(chǎn)布局調(diào)查⑤管理調(diào)查：(3)污染物排放及治理(4)污染危害調(diào)查(5)生產(chǎn)開展情況調(diào)查2．生活污染源調(diào)查城市居民人口調(diào)查：城市居民用水和排水調(diào)查民用燃料調(diào)查城市垃圾及處置方法調(diào)查3，農(nóng)業(yè)污染源調(diào)查4.2污染物排放量確實(shí)定 4.2.1物料衡算法用質(zhì)量平衡法建立污染物發(fā)生模型，是物質(zhì)不滅定律在污染源評價中的應(yīng)用，該模型的推導(dǎo)來自于物質(zhì)總體的質(zhì)量平衡。在生產(chǎn)過程中，投入的物料量，等于產(chǎn)品所含這種物料的量與這種物料流失量的總和。4.2.2經(jīng)驗系數(shù)法 4.2.3實(shí)測計算法 k

是單產(chǎn)排污量的年削減率3．彈性系數(shù)法

在進(jìn)行城市和區(qū)域規(guī)劃時，仍然使用預(yù)測基準(zhǔn)年、預(yù)測目標(biāo)年、預(yù)測參照年這三個時間概念，來建立相應(yīng)的模型。排污量，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)值，彈性系數(shù)。例4-3某縣1995年工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的總產(chǎn)值是300萬元，COD排放總量是250噸，2000年工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的總產(chǎn)值是400萬元，COD排放總量是275噸；假設(shè)到2021年工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的總產(chǎn)值實(shí)現(xiàn)翻一番，用彈性系數(shù)法求那時COD的年排放總量是多少噸？解，〔1〕按題意，預(yù)測參照年、預(yù)測基準(zhǔn)年、預(yù)測目標(biāo)年分別確定為1995年2000年和2021年。〔2〕求出預(yù)測參照年與預(yù)測基準(zhǔn)年之間的α和β的數(shù)值：

解出：α=0.019

β=0.059例4-3解出：β=0.072〔5〕由彈性系數(shù)ξ和β求出預(yù)測基準(zhǔn)年與預(yù)測目標(biāo)年之間的α值α=ξβ=0.023〔6〕求出預(yù)測目標(biāo)年COD的年排放總量〔3〕計算彈性系數(shù)ξ=α/β=0.325〔4〕根據(jù)〔4-5〕式求出預(yù)測基準(zhǔn)年與預(yù)測目標(biāo)年之間的β值4.2.3實(shí)測計算法廢水污染物排放量的計算 體積流量〔m3/h〕=質(zhì)量流量(1000kg/h)/密度〔1000kg/m3〕；體積流量〔m3/h〕=平均流速(m/h)×過流面積(m2)M＝CQ廢氣污染物排放量的計算與廢水相比，廢氣污染物的排放測量要特別注意3個方面：濃度的數(shù)量級小，一般使用mg/m3為單位，而廢水通常是mg/L。煙氣量的測量，按照不同斷面采樣點(diǎn)布設(shè)原那么布點(diǎn)采樣監(jiān)測。由于煙氣在體積、壓強(qiáng)和溫度上的依賴關(guān)系，檢測時需要同步進(jìn)行溫度、壓力的測量，計算時需要將煙氣流量和濃度折算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，寫作NM3/s和mg/NM3。4.3污染源評價 4.3.1污染源評價的概念和目的 4.3.2等標(biāo)污染指數(shù) 4.3.3等標(biāo)污染負(fù)荷 4.3.4污染負(fù)荷比4.4總量控制和排污許可證制度 4.3污染源評價 4.3.2等標(biāo)污染指數(shù) 式中,Nij

是第j個污染源的第i種污染物的等標(biāo)污染指數(shù)，一個無因次量。Cij是該污染源中第i種污染物的排放濃度，C0i為第i種污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)。4.3.3等標(biāo)污染負(fù)荷4.3污染源評價 4.3.4污染負(fù)荷比污染負(fù)荷比是一個無量綱數(shù)，可以用來確定污染源和各種污染物的排序。污染源的等標(biāo)污染負(fù)荷一個污染源(序號為j)的等標(biāo)污染負(fù)荷,等于其所排各種污染物等標(biāo)污染負(fù)荷之和.4.4總量控制和排污許可證制度

環(huán)境容量是一種功能性資源一控雙達(dá)標(biāo)“一控雙達(dá)標(biāo)〞“一控〞指的是污染物總量控制，主要污染物的排放量控制在國家規(guī)定的排放總量指標(biāo)內(nèi)。“雙達(dá)標(biāo)〞指的是：工業(yè)污染源要到達(dá)國家或地方規(guī)定的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)；空氣和地面水按功能區(qū)到達(dá)國家規(guī)定的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。排污許可證制度第四章污染源評價與總量控制學(xué)習(xí)要點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)5.大氣環(huán)境質(zhì)量評價及影響預(yù)測5.1大氣層和大氣污染

5.2大氣邊界層的溫度場

5.3湍流擴(kuò)散的根本理論

5.4煙氣抬升與地面最大濃度計算

5.5點(diǎn)源特殊擴(kuò)散模式

5.6非點(diǎn)源擴(kuò)散模式

5.7大氣湍流擴(kuò)散參數(shù)的計算和測量

5.8大氣環(huán)境影響評價及預(yù)測

5.1大氣層和大氣污染1．低層大氣的組成

2.描述大氣的物理量包圍地球的整個大氣圈的總體為大氣，大氣在地表的密度在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下每升重1.293克，愈向上愈稀薄。組成：干潔空氣、水汽、污染物氣溫、氣濕、氣壓〔大氣壓力的單位有毫米汞柱(mmHg)、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(atm)、巴(bar)、毫巴(mbar)、帕(Pa〔N/m2〕)；〕1atm=76mmHg=101325Pa=1013．25mbar風(fēng)力計算風(fēng)速廓線大氣的結(jié)構(gòu)和組成對流層平流層中間層外逸層臭氧熱成層大氣層的結(jié)構(gòu)和組成1．對流層；對流層是指由下墊面算起，到平均高度為12km的一層大氣。

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10一12km，高緯度和兩極地區(qū)為8—9km夏季對流層上界高度大于冬季的。對流層具有下述四個主要特點(diǎn)。(1)

氣溫隨高度的增加而降低，由下墊面至高空每高差109m氣溫約平均降低0.65℃。1．對流層；(2)

對流層內(nèi)有強(qiáng)烈的對流運(yùn)動。這主要是由于下墊面受熱不均勻及下墊面物性不同所產(chǎn)生的。一般是低緯度的對流運(yùn)動較強(qiáng)，高緯度地區(qū)的對流運(yùn)動較弱。由于對流運(yùn)動的存在，使上下層之間發(fā)生空氣質(zhì)量交換及熱量交換，大氣趨于均勻。(3)

對流層的空氣密度最大，雖然該層很薄，但卻集中了全部大氣質(zhì)量的3/4并且?guī)缀跫辛舜髿庵械娜克?；云、霧、雨、雪等大氣現(xiàn)象都發(fā)生在這層。(4)

氣象要素水平分布不均勻，特別是冷、暖氣團(tuán)的過渡帶，即所謂鋒區(qū)。在這里往往有復(fù)雜的天氣現(xiàn)象發(fā)生，如寒潮、梅雨、暴雨、大風(fēng)、冰雹等。2．平流層從對流層頂?shù)诫x下墊面55km高度的一層稱為平流層。從對流層頂?shù)?0-35km這一層，氣溫幾乎不隨高度而變化，故有同溫層之稱。從這以上到平流層頂，氣溫隨高度升高而上升，形成逆溫層，故有暖層之稱。由于平流層根本是逆溫層，故沒有強(qiáng)烈的對流運(yùn)動；空氣垂直混合微弱，氣流平穩(wěn)。水汽、塵埃都很少，很少有云出現(xiàn)，大氣透明度良好。對流層和平流層交界處的過渡層稱為對流層頂。它約數(shù)百米到2km厚；最大可達(dá)4—5km厚。對流層頂?shù)臍鉁卦阢U直方向的分布呈等溫或逆溫型。因此，它的氣溫直減率與對流層的相比發(fā)生了突變，往往利用這一點(diǎn)作為確定對流層頂高度的一種依據(jù)。3．中間層從下墊面算起的55—85km高度的一層稱為中間層。氣溫隨高度的增高而降低，大約高度每增高1km氣溫降：低1℃；空氣有強(qiáng)烈的對流運(yùn)動，垂直混合明顯；故有高空對流層之稱。

4．熱成層5．散逸層從下墊面算起85—800km左右高度的一層稱為熱成層或熱層。氣溫隨高度增高而迅速增高，在300km高度上，氣溫可達(dá)1000℃以上。該層空氣在強(qiáng)烈的太陽紫外線和宇宙射線作用下，處在高度的電離狀態(tài)，故有電離層之稱。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。熱成層頂以上的大氣層，統(tǒng)稱為散逸層。該層氣溫極高，空氣稀薄，大氣粒子運(yùn)動速度很高，?？梢詳[脫地球引力而散逸到太空中去，故稱散逸層。

5.2大氣邊界層的溫度場5.2.1氣溫的垂直分布1.氣溫層結(jié)氣溫沿鉛直高度的變化，稱氣溫層結(jié)或?qū)咏Y(jié)。氣溫隨高度變化快慢這一特征可用氣溫垂直遞減率來表示。氣溫垂直遞減率的數(shù)學(xué)定義式為,γ＝-dT/dz；它系指單位(通常取100m)高差氣溫變化速率的負(fù)值。如果氣溫隨高度增高而降低，γ為正值，如果氣溫隨高度增高而增高，γ為負(fù)值。大氣中的氣溫層結(jié)有四種典型情況，氣溫隨高度的增加而遞減，γ>0，稱為正常分布層結(jié)，或遞減層結(jié)；氣溫隨高度的增加而增加，γ<0，稱為氣溫逆轉(zhuǎn)，簡稱逆溫；氣溫隨鉛直高度的變化等于或近似等于干絕熱直減率，γ=γd稱為中性層結(jié)；氣溫隨鉛直高度增加是不變的，γ=0，稱為等溫層結(jié)。2.干絕熱直減率一個質(zhì)量恒定的空氣塊，從地面絕熱上升時，將因周圍氣壓的減小而膨脹，一局部內(nèi)能用于對抗外壓力膨脹，而做了功，因而它的溫度將逐漸下降；反之，當(dāng)一個質(zhì)量恒定的空氣塊從高空絕熱下降時，由于外界氣壓逐漸增大，外壓力對氣塊做壓縮功，并轉(zhuǎn)化為它的內(nèi)能，因而它的溫度將逐漸上升。這種性質(zhì)可用干絕熱直減率表示。5.2.2大氣靜力穩(wěn)定度及其判據(jù)

大氣的靜力穩(wěn)定度含義可以理解為，如果一空氣塊受到外部作用，獲得了向上或向下的初始運(yùn)動速度后，可能發(fā)生三種情況：(1)氣塊加速上升或下降，稱這種大氣是不穩(wěn)定的；(2)氣塊逐漸減速并有返回原來高度的趨勢，稱這種大氣是穩(wěn)定的；(3)氣塊做等速直線運(yùn)動，稱這種大氣是中性的。(1)avav(2)(3)a=0v處于不同平衡狀態(tài)的小球。當(dāng)γ-γd>0，氣塊加速運(yùn)動，大氣不穩(wěn)定；當(dāng)γ-γd<0，氣塊減速運(yùn)動，大氣穩(wěn)定；當(dāng)γ-γd=0，大氣為中性。因此，大氣靜力穩(wěn)定度可以用溫度直減率與干絕熱直減率之差來判斷，即γ-γd大于、小于和等于零為大氣靜力穩(wěn)定度的判據(jù)。對于γ和γd的物理意義應(yīng)具有較確切認(rèn)識，γd是以質(zhì)量衡定的一塊空氣團(tuán)為對象在干絕熱條件下沿垂直上升而導(dǎo)出的氣溫垂直遞減率，是一個由氣態(tài)方程給定確實(shí)定值。γ那么是氣溫的環(huán)境層結(jié),是在太陽、地球的熱量幅射和其他氣象因素作用下形成的實(shí)際環(huán)境狀況。

5.2.3逆溫圖5-4由于太陽輻射引起逆溫的生消過程。5.3湍流擴(kuò)散的根本理論5.3.1湍流的根本概念描述湍流運(yùn)動有兩種方法，一種是歐拉法，它在空間劃出一個控制體為對象，考察流體流經(jīng)它的情形，歐拉法注重于特定時刻整個流場及某定點(diǎn)不同時刻的流體運(yùn)動性質(zhì)。另一種是拉格朗日法，它在流體運(yùn)動時，追隨研究一個典型的流體單元。5.3.2湍流擴(kuò)散理論湍流擴(kuò)散理論有三種：梯度輸送理論，統(tǒng)計擴(kuò)散理論和相似擴(kuò)散理論。5.3.3點(diǎn)源擴(kuò)散的高斯模式坐標(biāo)系高斯模式的四點(diǎn)假設(shè)高斯模式的四點(diǎn)假設(shè)為：(1)污染物在空間yoz平面中按高斯分布(正態(tài)分布)，在x方向只考慮遷移，不考慮擴(kuò)散；(2)在整個空間中風(fēng)速是均勻、穩(wěn)定的，風(fēng)速大于lm／s；(3)源強(qiáng)是連續(xù)均勻的；(4)在擴(kuò)散過程中污染物質(zhì)量是守衡的。無限空間連續(xù)點(diǎn)源的高斯模式高斯模式的坐標(biāo)系和根本假設(shè)圖示高架連續(xù)點(diǎn)源的高斯模式

HHsHsPC(x,y,z)像源H高斯模式的濃度擴(kuò)散公式匯總地面源〔H=0〕高架源〔H≠0〕地面軸線上點(diǎn)C(x,0,0)地面點(diǎn)C(x,y,0)半無界(任一點(diǎn))C(x,y,z)無界(任一點(diǎn))C(x,y,z)5.4煙氣抬升與地面最大濃度計算5.4.1煙氣抬升高度公式煙流抬升高度確實(shí)定是計算有效源高的關(guān)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(jié)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。氣象因素有平均風(fēng)速、環(huán)境空氣溫度、風(fēng)速垂直切變、湍流強(qiáng)度及大氣穩(wěn)定度。1.煙氣的熱釋放率選用抬升公式時首先需要考慮煙氣的排放因素，計算出煙氣的熱釋放率。煙氣的熱釋放率是指單位時間內(nèi)向環(huán)境釋放的熱量，即：這里ΔT是煙氣溫度與環(huán)境溫度的差值,QN是煙氣折合成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時的體積流量〔NM3/s〕CP是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的定壓熱容(=1.298KJ/度.NM3)。當(dāng)煙氣以實(shí)際出口溫度Ts゜K時的排煙流量Qvm3/s表示時，熱釋放率的計算公式為：2.霍蘭德(Holland)公式3.布里吉斯〔Briggs〕公式x<10Hsx>10Hs5.4.2我國煙氣抬升高度的計算方法排放因素氣象因素QhkJ/s△T゜K（≥1.5m/s）（≥1.5m/s）（<1.5m/s）≥2100≥35布里吉斯模式1700～2100～在霍蘭德和布里吉斯間修正≤1700～霍蘭德模式～＜35有風(fēng)，中性和不穩(wěn)定條件有風(fēng)，穩(wěn)定條件小風(fēng)、靜風(fēng)5.4.3地面的最大濃度高架源的污染源是在空中，我們時常關(guān)心的是污染物到達(dá)地面的濃度，而不是空中任一點(diǎn)的濃度。地面濃度是以x軸為對稱的，x軸上具有最大值，向兩側(cè)方向遂漸減小。因此，地面軸線濃度是我們所關(guān)心的。根據(jù)地面軸線濃度公式：式中的兩項：一項隨x而減小，一項隨x而增大；兩項共同作用的結(jié)果，必然在某一距離x處出現(xiàn)濃度C的最大值。另一方面，地面最大污染物濃度出現(xiàn)的位置和數(shù)值，與高架污染源在空中的位置有關(guān)，空中的位置那么是以有效源高表現(xiàn)。因此還要考慮氣象因素。1．給定風(fēng)速條件下地面的最大濃度

2．危險風(fēng)速和地面絕對最大濃度

地面最大濃度隨風(fēng)速的變化呈單峰形。在每一個風(fēng)速下都有一個地面最大濃度，所有地面最大濃度中的極大者，即所謂地面絕對最大濃度。出現(xiàn)絕對最大濃度的風(fēng)速稱為危險風(fēng)速。在危險風(fēng)速下，煙流抬升高度和煙囪幾何高度相等，有效煙囪高度為煙囪幾何高度的兩倍。當(dāng)時，Cmax是所有地面最大濃度中的極大值

5.5點(diǎn)源特殊擴(kuò)散模式5.5.1封閉型擴(kuò)散模式H圖5-7高架連續(xù)點(diǎn)封閉型擴(kuò)散模式γ>0Hshγ<0XD把濃度相當(dāng)于煙流中心線濃度的1／10處，二點(diǎn)間的距離稱為煙流寬度(在y方向)或煙流高度(在z方向)。把濃度相當(dāng)于煙流中心線濃度的1／10處到煙流中心線的距離稱為煙流半寬度(在y方向)或煙流半高度(在z方向)。煙流寬度和高度的定義及煙流按正態(tài)分布的規(guī)律，可以推導(dǎo)出擴(kuò)散參數(shù)與煙流寬度及煙流高度的關(guān)系。C2y0C0/10C0C0/10圖5-8煙流寬度示意圖5.5.2熏煙型擴(kuò)散模式在夜間，當(dāng)存在輻射逆溫時，高架連續(xù)點(diǎn)源排放的煙流排入穩(wěn)定的逆溫層中，形成平展型擴(kuò)散。這種煙流在鉛直方向為漫擴(kuò)散，在源高度上形成一條狹長的高濃度區(qū)。日出以后，太陽輻射逐漸增加，地面逐漸變暖，輻射逆溫從地面開始破壞，逐漸向上開展。當(dāng)輻射逆溫破壞到煙流下邊緣稍高一些時，在熱力湍流的作用下，煙流中的污染物便發(fā)生了強(qiáng)烈的向下混合作用，增大了地面的污染物濃度,這個過程稱為熏煙(漫煙)過程。5.5.3小風(fēng)和靜風(fēng)時的點(diǎn)源擴(kuò)散模式上述各種擴(kuò)散模式適用于有風(fēng)條件下，即風(fēng)速大于1.5m/s的條件。小風(fēng)〔1.5m/s＞u10≥0.5m/s〕，和靜風(fēng)〔u10＜0.5m/s〕條件下上述各節(jié)的各種模式不再適用。在小風(fēng)〔1.5m/s＞u10≥0.5m/s〕和靜風(fēng)〔u10＜0.5m/s)條件下，順風(fēng)向(x軸方向)擴(kuò)散不能忽略,必須考慮三個方向的湍流擴(kuò)散作用。在高斯擴(kuò)散模式中，那么必須將σx考慮在內(nèi)。5.6非點(diǎn)源擴(kuò)散模式5.6.1線源擴(kuò)散模式5.6.2多源和面源排放模式1.無限長線源擴(kuò)散模式2.有限長線源擴(kuò)散模式導(dǎo)那么規(guī)定平原城區(qū)排氣筒高度不高于40m或排放量小于0.04t/h的排放源可作為面源處理。面源擴(kuò)散的處理模式是將評價區(qū)在選定的坐標(biāo)系內(nèi)網(wǎng)格化。即以評價區(qū)的左下角為原點(diǎn)；分別以東〔E〕和北〔N〕為x和y軸。網(wǎng)格和單元，一般可取1×1(km2),評價區(qū)較小時，可取500×500(m2),建設(shè)工程所占面積小于網(wǎng)格單元,可取其為網(wǎng)格單元面積。然后，按網(wǎng)格統(tǒng)計面源的主要污染物排放量［t/(h.km2)］和面源平均排放高度〔m〕等參數(shù)。5.6.3體源擴(kuò)散模式5.7大氣湍流擴(kuò)散參數(shù)的計算和測量日高角和日高圖太陽高度角〔或日高角〕是指當(dāng)時當(dāng)?shù)靥枌?shí)際照射到水平面上的角度。在當(dāng)?shù)卣嫣枙r正午12點(diǎn)日高角hθ、太陽傾角δ〔赤緯角〕和當(dāng)?shù)鼐暥冉铅罩g的相互關(guān)系。由于太陽到地球的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地球的半徑，因此α≈φ-δ；Sinhθ=COSα=COS(φ-δ)任一時刻日高角hθ的計算式：Sinhθ=SinφSinδ+CosφCosδCosω日高圖根據(jù)正午12點(diǎn)真太陽時〔t=0〕和由hθ=0求得的日出日落真太陽時，在納布可夫坐標(biāo)上點(diǎn)出兩點(diǎn)并聯(lián)連成直線，即稱為日高圖。使用日高圖可方便地查出任一時刻的日高角。例5-2,北京處于116.28°E,40.0°N，求三月上旬的日出與日落時間(北京時間),并畫出納布可夫日高圖。解：三月上旬δ≈-5°，計算正午12點(diǎn)hθ，：hθ≈90°-〔φ-δ〕=45°計算日出日落真太陽時，由0=SinφSinδ+CosφCosδCosωω=85.7°，求出距正午12點(diǎn)時間為t=85.7/15=5.71(h)=5小時43分；由經(jīng)度求時間補(bǔ)償，Δt=(120°-116.28°)×4分/度=14.9(分)由日落日出真太陽時:12±5小時43分，求得日出的北京時間為6：02；日落的北京時間為17：28。云量，1/10太陽輻射等數(shù)總云量/低云量夜間ho≤15°15°＜ho≤35°35°＜ho≤65°ho＞65°≤4／≤4－2－1+1+2+35～7／≤4－10+1+2+3≥8／≤4－100+1+1≥5／5～70000+1≥8／≥800000由日高角和云量求幅射等級

由幅射等級和地面風(fēng)速求穩(wěn)定度地面風(fēng)速，m/s太陽輻射等級+3+2+1012≤1.9AA～BBDEF2～2.9A～BBCDEF3～4.9BB～CCDDE5～5.9CC～DDDDD≥6DDDDDD5.7.2擴(kuò)散參數(shù)σy、σz確實(shí)定示蹤劑濃度法平移球示蹤法〔等容球或平衡球〕放煙照相法〔光學(xué)輪廓法〕激光測煙雷達(dá)法環(huán)境風(fēng)洞模擬實(shí)驗法5.7.3大氣湍流擴(kuò)散參數(shù)的測量穩(wěn)定度等級（P·S）α1γ1下風(fēng)距離，mα2γ2下風(fēng)距離，mA0.9010740.4258090～10001.121540.079990～300

1.5260.008548300～5000.8509340.602052>10002.108810.000212>500B0.914370.2818460～10000.9410150.127190～5000.8650140.396353>10001.093560.057025>500B～C0.9193250.22950～10000.9410150.1146820～5000.8750860.314238>10001.00770.075718>500C0.9242790.1771540～10000.9175950.106803

0.8851570.232123>1000

C～D0.9268490.143940～10000.8386280.1261520～20000.886940.189396>10000.756410.2356672000～10000

0.8155750.136659>10000D0.9294810.1107260～10000.8262120.1046341～1000

0.6320230.4001671000～100000.8887230.146669>10000.555360.810763>10000D～E0.9251180.09856310～1000o.7768640.1046340～20000.8927940.124308>10000.5723470.4001672000～10000

0.4991491.0381>10000E0.9208180.0860010～10000.788370.0927530～10000.8968640.124308>10000.5651880.4333841000～10000

0.4147431.73241>10000F0.9294810.05536340～10000.78440.0620770～1000

0.5259690.3700151000～100000.8887230.073348>10000.3226592.40691>10000

5.8大氣環(huán)境影響評價及預(yù)測圖5-12大氣環(huán)境影響評價技術(shù)工作程序圖污染氣象及大氣擴(kuò)散規(guī)律建設(shè)項目初步工程分析和環(huán)境概況調(diào)查劃分評價級別確定評價范圍編制大氣環(huán)境評價大綱（方案）工程分析：重點(diǎn)是污染調(diào)查、污染因子篩選環(huán)境狀況調(diào)查大氣環(huán)境評價標(biāo)準(zhǔn)或環(huán)境目標(biāo)值確定評價區(qū)污染源社會自然城鎮(zhèn)社會結(jié)構(gòu)地理、地形、氣候等大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀工業(yè)民用土地利用環(huán)境敏感區(qū)發(fā)展規(guī)劃常規(guī)氣象資料、經(jīng)驗數(shù)據(jù)的收集、統(tǒng)計和分析大氣邊界層平均場觀測湍流擴(kuò)散參數(shù)測量室內(nèi)模擬試驗大氣擴(kuò)散模式選擇、計算參數(shù)確定大氣質(zhì)量影響預(yù)測大氣環(huán)境影響評價環(huán)境對策建議結(jié)論結(jié)束例5-7

某地(P=100kPa)兩工廠煙囪在城市的位置以平面坐標(biāo)表示A(15,15)、B(150,150)〔以m計〕，高度分別為100m和80m,SO2排放量分別為180g/s和130g/s；TSP排放量分別為340g/s和300g/s；煙氣溫度均為100℃,當(dāng)?shù)仄骄鶜鉁囟緸?10℃,春秋季節(jié)為15℃；其煙氣流量分別為135M3/s和124M3/s。分別求兩污染源在風(fēng)速與X方向平行，C穩(wěn)定度和相應(yīng)情況的熱排放率Qh,危險風(fēng)速,地面絕對最大濃度值及發(fā)生部位〔以平面坐標(biāo)表示〕。假設(shè)在接受點(diǎn)C(110,950)，風(fēng)向平行X，地面風(fēng)速2.5m/s,C穩(wěn)定度，考慮疊加效果。假設(shè)在接受點(diǎn)C(110,950)，地面風(fēng)速0.8m/s,其他條件同上，考慮疊加效果。YXA(15,15)B(150,150)C(110,950)圖5-13工廠和測點(diǎn)位置的平面坐標(biāo)解：〔1〕求解地面絕對最大濃度；由5-35式計算污染源熱釋放率，如A源冬季有抬升公式5-40式：由表5-4no=0.292，n1=3/5，n2=2/5；對照公式5-40式在危險風(fēng)速條件下，有ΔH=Hs；求得危險風(fēng)速由5-51式，地面最大濃度處查表5-10代入5-46,，解出xm,并計算

表5-12地面絕對最大濃度的計算用表大氣環(huán)境質(zhì)量評價及影響預(yù)測學(xué)習(xí)要點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)重點(diǎn)6. 水環(huán)境質(zhì)量評價和影響預(yù)測6.1水體與水體污染6.1.1水體和水體污染6.1.2水體污染物及污染源6.1.3水體污染類型6.2河流水質(zhì)模型6.2.1河流水質(zhì)模型簡介6.2.2河流的混合稀釋模型6.2.3守恒污染物在均勻流場中的擴(kuò)散模型6.2.4非守恒污染物在均勻河流中的水質(zhì)模型6.2.5Streeter-Phelps〔S-P〕模型6.2.6河流水質(zhì)模型中參數(shù)估值6.3湖泊水庫模型與評價6.3.1湖泊環(huán)境概述6.3.2湖泊環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價6.3.3湖泊環(huán)境預(yù)測模式6.4地面水環(huán)境影響評價6.4.1評價目的、分級及程序6.4.2環(huán)境影響評價大綱工程分析和污染源調(diào)查地區(qū)水環(huán)境調(diào)查水環(huán)境影響預(yù)測及評價清潔生產(chǎn)和水污染防治6.1水體與水體污染

6.1.1水體和水體污染按水體所處的位置可把它分為三類：地面水水體、地下水水體、海洋。這三種水體中的水可以相互轉(zhuǎn)化，它通過水在自然界的大循環(huán)和小循環(huán)實(shí)現(xiàn)。三種水體是水在自然界的大循環(huán)中的三個環(huán)節(jié)。水體污染惡化過程和水體自凈過程是同時產(chǎn)生和存在的。但在某一水體的局部區(qū)域或一定的時間內(nèi)，這兩種過程總有一種過程是相對主要的過程。它決定著水體污染的總特征。這兩種過程的主次地位在一定的條件下可相互轉(zhuǎn)化。6.1.2水體污染物及污染源造成水體的水質(zhì)、生物、底質(zhì)質(zhì)量惡化的各種物質(zhì)或能量都稱為水體污染物。水體污染物的種類繁多，從不同的角度可將水體污染物分為各種類型。按理化性質(zhì)分類可分為物理污染物、化學(xué)污染物、生物污染物綜合污染物。按形態(tài)分類可分為：離子態(tài)(陽離子，陰離子)污染物、分子態(tài)污染物、簡單有機(jī)物、復(fù)雜有機(jī)物、顆粒狀污染物。按污染物對水體的影響特征分類可分為感官污染物、衛(wèi)生學(xué)污染物、毒理學(xué)污染物、綜合污染物。6.1.3水體污染類型有機(jī)耗氧性污染、化學(xué)毒物污染、石油污染、放射性污染、富營養(yǎng)化污染、致病性微生物污染6.2河流水質(zhì)模型6.2.1河流水質(zhì)模型簡介6.2.2河流的混合稀釋模型6.2.3守恒污染物在均勻流場中的擴(kuò)散模型6.2.4非守恒污染物在均勻河流中的水質(zhì)模型6.2.5Streeter-Phelps〔S-P〕模型6.2.6河流水質(zhì)模型中參數(shù)估值河流水質(zhì)模型簡介為了選擇使用的方便，可以把它們按不同的方法進(jìn)行分類。按時間特性分類，分動態(tài)模型和靜態(tài)模型。按空間維數(shù)分類；分為零維、—維、二維、三維水質(zhì)模型。當(dāng)把所考察的水體看成是一個完全混合反響器時，即水體中水質(zhì)組分的濃度是均勻分布的，描述這種情況的水質(zhì)模型稱為零維的水質(zhì)模型。描述水質(zhì)組分的迕移變化在一個方向上是重要的，—另外兩個方向上是均勻分布的，這種水質(zhì)模型稱為一維水質(zhì)模型。描述水質(zhì)組分的遷移變化在兩個方向上是重要的，在另外的一個方向上是均勻分布的，這種水質(zhì)模型稱為二維水質(zhì)模型。描述水質(zhì)組分，遷移變化在三個方向進(jìn)行的水質(zhì)模型稱為三維水質(zhì)模型。按描述水質(zhì)組分分類，分為單一組分和多組分的水質(zhì)模型。水體中一組分的遷移轉(zhuǎn)化與另一組分(或幾個組分)的遷移轉(zhuǎn)化是相互聯(lián)系、相互影響的，描述這種情況的水質(zhì)模型稱為多組分的水質(zhì)模型.6.2.2河流的混合稀釋模型

均勻混合段混合段背景段河水Q(m3/s)，污染物濃度為C1(mg／L)污染物濃度為C2

(mg／L)廢水流量為q(m3/s)混合系數(shù)a，稀釋比n定義混合過程段的污染物濃度Ci及混合段總長度L

混合過程段的混合系數(shù)a是河流沿程距離x的函數(shù)，6.2.3守恒污染物在均勻流場中的擴(kuò)散模型均勻流場中的擴(kuò)散方程在均勻流場中的一維擴(kuò)散方程成為：水深方向(z方向)均勻混合，x方向和y方向存在濃度梯度時，二維擴(kuò)散方程：Dx——

x坐標(biāo)方向的彌散系數(shù)；ux——x方向的流速分量；Dy——y坐標(biāo)方向的彌散系數(shù)；uy——y方向的流速分量。6.2.3守恒污染物在均勻流場中的擴(kuò)散模型2無限大均勻流場中移流擴(kuò)散方程的解〔6-13〕假設(shè)在無限大均勻流場中，坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)在污染物排放點(diǎn)，污染物濃度的分布呈高斯分布，那么方程式的解為。式中Q是連續(xù)點(diǎn)源的源強(qiáng)(g/s)，結(jié)果C的單位為(g/m3=mg/L)。河寬為B，只計河岸一次反射時的二維靜態(tài)河流岸邊排放連續(xù)點(diǎn)源水質(zhì)模型的解為考慮河岸反射時移流擴(kuò)散方程的解2完成橫向均勻混合的距離斷面上河對岸濃度到達(dá)同一斷面最大濃度的5％，定義為污染物到達(dá)對岸。這一距離稱為污染物到達(dá)對岸的縱向距離，假設(shè)斷面上最大濃度與最小濃度之差不超過5％，認(rèn)為到達(dá)均勻混合。完成橫向均勻混合的斷面的距離稱為完全混合距離。中心排放情況，岸邊排放情況，例6-2在河流岸邊有一連續(xù)穩(wěn)定排放污水口，河寬6.0m，水深0.5m，河水流速0.3m/s，橫向擴(kuò)散系數(shù)Dy=0.05m2/s，求污水到達(dá)對岸的縱向距離Lb和完全混合的縱向距離Lm。假設(shè)污水排放口排放量為80g/s。說明在到達(dá)對岸的縱向距離Lb斷面濃度C(Lb,B)、C(Lb,0),完全混合的縱向距離斷面濃度C(Lm,B)、C(Lm,0)各是多少？6.2.4非守恒污染物在均勻河流中的水質(zhì)模型dC／dt=0，

1.零維水質(zhì)模型圖6-2由多個零維靜態(tài)單元河段組成的順直河流水質(zhì)模型ΔxΔxΔxC0C3C1C5C4C2C3C1C5C4C22.一維水質(zhì)模型

一維河流靜態(tài)水質(zhì)模型根本方程忽略擴(kuò)散項，沿程的坐標(biāo)x=ut,dC/dt=-k1C,這是一個二階線性常微分方程代入初始條件x=0,C=C0方程的解為。6.2.5Streeter-Phelps〔S-P〕模型1．S-P模型根本方程及其解S-P模型的建立基于兩項假設(shè)：只考慮好氧微生物參加的BOD衰減反響，并認(rèn)為該反響為一級反響。河流中的耗氧只是BOD衰減反響引起的。BOD的衰減反響速率與河水中溶解氧(DO)的減少速率相同，復(fù)氧速率與河水中的虧氧量D成正比。S-P模型的根本方程為：式中:L—河水中的BOD值，mg/L；D—河水中的虧氧值，mg/L,是飽和溶解氧濃度Cs〔mg/L〕與河水中的實(shí)際溶解氧濃度C〔mg/L〕的差值；k1—河水中BOD衰減(耗氧)速度常數(shù)，1／d；k2—河水中的復(fù)氧速度常數(shù)，1／d；t—河水中的流行時間，d。這兩個方程式是耦合的。當(dāng)邊界條件時，式(6-25)的解析解為:2．S-P模型的臨界點(diǎn)和臨界點(diǎn)氧濃度討論S-P模型臨界點(diǎn)氧濃度求出負(fù)值怎么辦。系統(tǒng)分析方法如何應(yīng)對模型的失效3．S-P模型的缺陷和修正方法引入自凈系數(shù)f＝k2/k1，當(dāng)dD/dt＝0時有L＝fD：L>fD，dD/dt>0，河流中的溶解氧呈下降態(tài)勢；L=fD，dD/dt=0，河流中的溶解氧保持不變；L<fD，dD/dt<0，河流中的溶解氧呈上升態(tài)勢；對于S_P模型失效的重污染河流可以進(jìn)行分段討論。根據(jù)這一思想建立的S-P模型網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗例6-4Shastry

非線性模型：3．S-P模型的修正型(1)托馬斯(Thomas)模型對一維靜態(tài)河流，在S—P模型的根底上考慮沉淀、絮凝、沖刷和再懸浮過程對BOD去除的影響，引入了BOD沉浮系數(shù)k3，(2)多賓斯—坎普(Dobbins—Camp)模型一維靜態(tài)河流,考慮地面徑流和底泥釋放BOD所引起的BOD變化速率，該速率以R表示。考慮藻類光合作用和呼吸作用以及地面徑流所引起的溶解氧變化速率，以P表示。(3)奧康納(O’Connon)模型式中，kn

硝化BOD衰減速度常數(shù)，1/d；kn

硝化BOD衰減速度常數(shù)，1/d；Lc0,河流x=0處，含碳有機(jī)物BOD濃度，mg/L。Ln0,河流x=0處，含氮有機(jī)物BOD濃度，mg/L。一維靜態(tài)河流，奧康納假設(shè)條件為，總BOD是碳化和硝化BOD兩局部之和，即L=Lc+Ln，例6-4均勻河段長10km，有一含BOD的廢水從這一河段的上游端點(diǎn)流入廢水流量為q=0.2m3/s，BOD濃度C2=200mg/L，上游河水流量Q=2.0m3/s，BOD濃度C1=2mg/L，河水的平均流速u=20km/d，BOD的衰減系數(shù)k=2/d，求廢水入河口以下(下游)1km、2km、5km處的河水中BOD的濃度。解：河段初始斷面河水中BOD濃度為：以0.5km為單位，將河段分成環(huán)境單元，即Δx=0.5km，1km、2km、5km處的河段發(fā)表處在，i=2、4、10的位置。由6-21式計算BOD的濃度

同理，分別用4和10代替上式中的i=2,有C4=16.5(mg/L)，C10=12.3(mg/L)。例6-5一均勻河段，有含BOD的廢水流入，河水的平均流速u=20km/d，起始斷面河水(和廢水完全混合后)含BOD濃度為C0

=20mg/L，BOD的衰減系數(shù)k=2/d，擴(kuò)散系數(shù)Dx=1[km]2/d，求下游1km處的河水中BOD的濃度。解：由6-22式計算BOD的濃度為：C=18.1(mg/l)C=18.1(mg/l)6.2.6河流水質(zhì)模型中參數(shù)估值1.縱向擴(kuò)散系數(shù)Dx的估值2.

耗氧系數(shù)k1

的估值方法3.

復(fù)氧系數(shù)

k2

的估值方法——系數(shù)，由實(shí)驗確定；Dx—擴(kuò)散系數(shù)，m2/s；H—斷面平均水深，m；U—摩阻流速(或稱“剪切流速〞I—水面比降；g——重力加速度，9.81m/s2；)，m/s；6.3湖泊水庫模型與評價表6-9湖泊分層采樣和湖泊水庫采樣點(diǎn)最小密度要求湖泊面積(km)2監(jiān)測點(diǎn)個數(shù)湖泊水深（m）分層采樣10以下105以下表層(水面下0.3—0.5m)10-100205-10表層、底層(離湖底1.0m)100-5003010-20表層、中層、底層500-10004020以上表層,每隔10m取一層水樣或在水溫躍變處上、下分別采樣。1000以上506.3.3湖泊環(huán)境預(yù)測模式

完全混合箱式模型污染物守恒情況經(jīng)歷時間t后，用質(zhì)量平衡方程求出濃度C〔mg/L〕：式中：W0湖〔庫〕中現(xiàn)有污染物〔除Qp帶進(jìn)湖泊的污染物外〕的負(fù)荷量g/d；Qp流進(jìn)湖泊的污水排放量m3/d，Qh流出湖泊的污水排放量m3/d；C0湖〔庫〕中污染物現(xiàn)狀濃度mg/L，Cp流進(jìn)湖泊的污水排放濃度mg/L；V湖水體積m3。穩(wěn)定的情況下，當(dāng)時間趨于無窮時，到達(dá)平衡濃度湖泊完全混合衰減模式Kh是描述污染物濃度變化的時間常數(shù)1/d，它是兩局部的和：k1〔1/d〕表示污染物質(zhì)按k1的速度作一級降解反響，而V/Qh(d)，是湖水體積與出流流流量比，表現(xiàn)了湖水的滯留時間。對于非守恒物質(zhì)，經(jīng)歷時間t后，湖泊內(nèi)污染物濃度C〔mg/L〕可以用完全混合衰減方程表示：在湖泊、水庫的出流、入流流量及污染物質(zhì)輸入穩(wěn)定的情況下，當(dāng)時間趨于無窮時，到達(dá)平衡濃度分層湖(庫)集中參數(shù)模式上層，VE，CE湖水翻轉(zhuǎn)時下層VH、CH排向上層，QpE、CpE

排向下層QpH、CpH初始濃度CM(t-1)翻池CT完全混合非成層期模型CM(t)總排污Qp、Cp另一周期湖水分層期非成層期圖6-8湖水分層箱式計算模型示意圖6.4地面水環(huán)境影響評價6.4.1評價目的、分級及程序6.4.2環(huán)境影響評價大綱工程分析和污染源調(diào)查地區(qū)水環(huán)境調(diào)查水環(huán)境影響預(yù)測及評價清潔生產(chǎn)和水污染防治第三階段第一階段建設(shè)項目的工程分析選擇預(yù)測方法污染源調(diào)查水質(zhì)調(diào)查水文調(diào)查與水文測量環(huán)境狀況調(diào)查地面水環(huán)境影響評價分級和編寫工作大綱的地面水部分建設(shè)項目的工程概況及工程性質(zhì)（參閱有關(guān)文件）篩選擬預(yù)測的水質(zhì)參數(shù)預(yù)測環(huán)境影響評價建設(shè)項目的環(huán)境影響1.提出環(huán)境保建議和措施2.小結(jié)國家、地方有關(guān)地面水的法規(guī)（含標(biāo)準(zhǔn)）第二階段圖6-9地面水環(huán)境影響評價的工作程序評價大綱清潔生產(chǎn)和水污染防治清潔生產(chǎn)的概念水污染綜合防治污水防治措施建議和工程的可行性水環(huán)境質(zhì)量評價和影響預(yù)測學(xué)習(xí)要點(diǎn)本章主要講述了水體環(huán)境污染、河流與湖泊水質(zhì)模型以及地面水環(huán)境影響評價方法。了解水體污染和水體污染物的主要類型。水質(zhì)數(shù)學(xué)模型是描述水體中污染物隨時間和空間遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的數(shù)學(xué)方程，主要介紹了守恒污染物在均勻流場和非守恒污染物在均勻河流中的兩類水質(zhì)模型。無限大均勻流場中移流擴(kuò)散方程的解為用疊加法可獲得有河岸反射時的解；斷面濃度的比例關(guān)系是污染物到達(dá)對岸和完成橫向均勻混合的根據(jù)，并能椐此計算出相應(yīng)的距離。非守恒污染物在均勻河流中的水質(zhì)模型中最常用的是S—P模型，即：，其解為：難點(diǎn)重點(diǎn)重點(diǎn)7. 環(huán)境噪聲影響預(yù)測及評價7.1環(huán)境噪聲根底聲音的產(chǎn)生和根本概念環(huán)境噪聲環(huán)境噪聲評價量及其計算7.2噪聲的測量噪聲測量儀器監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)與布點(diǎn)原那么7.3環(huán)境噪聲預(yù)測模型聲源聲級A確實(shí)定噪聲傳播衰減計算7.4噪聲環(huán)境影響評價噪聲評價工作程序和等級噪聲環(huán)境影響報告內(nèi)容7. 環(huán)境噪聲影響預(yù)測及評價7.1環(huán)境噪聲根底聲音的產(chǎn)生和根本概念1.振動和聲源2．振動的傳播3.描述聲波的根本物理量與概念環(huán)境噪聲環(huán)境噪聲評價量及其計算波長λ(m),、頻率f(Hz)和聲速v(m／s)是描述聲波的三個根本物理量，其相互關(guān)系為聲場介質(zhì)中有聲波存在的區(qū)域稱做聲場。波前(波陣面)某一時刻聲波波動所到達(dá)的各點(diǎn)所連成的曲面，稱為波前或波陣面。一般按波前的形狀將聲波劃分為平面波、柱面波與球面波。λ=v/f環(huán)境噪聲評價量及其計算1.計量聲音的物理量聲功率聲源在單位時間內(nèi)輻射的總聲能量稱為聲功率。常用W表示，單位為瓦(w)。聲強(qiáng)聲場中在垂直于聲波傳播方上，單位時間內(nèi)通過單位面積的聲能稱做聲強(qiáng)。聲強(qiáng)常以I表示，單位為(w／m2)。有效聲壓取瞬時聲壓均方根值。某一瞬間介質(zhì)中的壓強(qiáng)相對于無聲波時壓強(qiáng)的改變量稱為聲壓，記為p(t)，單位是Pa?！?-4〕2．聲壓級，聲強(qiáng)級與聲功率級正常人耳從聽閾到痛閾，聲壓的絕對值之比為1：106，聲強(qiáng)的變化為1：1012，相差一萬億倍。因此用聲壓或聲強(qiáng)的絕對值表示聲音的強(qiáng)弱很不方便。人耳對聲音大小的感覺，近似地與聲壓、聲強(qiáng)呈對數(shù)關(guān)系，所以通常用對數(shù)值來度量聲音，分別稱為聲壓級與聲強(qiáng)級?！?-7〕聲壓級(dB)聲強(qiáng)級(dB)聲壓級、聲強(qiáng)級和聲功率級的單位都是分貝。分貝是“級〞的單位，是無量綱的量。由聲壓與聲強(qiáng)的關(guān)系可以得出，以空氣為介質(zhì)的自由聲場中，常溫常壓下某一點(diǎn)的聲壓級與聲強(qiáng)級近似相等。3．分貝的運(yùn)算

(dB)當(dāng)兩個不同的噪聲源同時作用在聲場中同一點(diǎn)上，如果兩個聲源單獨(dú)作用產(chǎn)生的聲壓級分別為Lp1和Lp2，且Lp1≥Lp2；為計算方便，列出〔表7-1〕Lp1-Lp2差值相對應(yīng)的增值ΔL，這點(diǎn)的總聲壓級LpT為兩個聲源Lp1-Lp2差值與增值ΔL的對應(yīng)關(guān)系

Lp1-Lp2ΔLLp1-Lp2ΔL01234532.52.11.81.51.2678910111.00.80.60.50.40.3(dB)4.頻譜圖及倍頻程

(1)頻譜圖聲源發(fā)出的聲音大多是由許多不同強(qiáng)度，不同頻率的聲音復(fù)合而成，不同頻率(或頻段)的成分的聲波具有不同的能量，這種頻率成分與能量分布的關(guān)系稱為聲的頻譜。(2)倍頻程在實(shí)際的頻譜分析中，聲頻范圍分為幾個段落，具有一定頻率范圍的段落稱做頻帶或頻程。頻程的劃分方法有恒定帶寬，恒定相對帶寬的劃分方法，即保持頻帶的上、下限之比為一常數(shù)。當(dāng)聲音的聲壓級不變而頻率提高一倍時，聽起來音調(diào)也提高一倍(音樂上稱提高八度音程)；為此，將聲頻范圍劃分為這樣的頻帶：使每一頻帶的上限頻率比下限頻率高一倍，即頻率之比為2，這樣劃分的每一個頻程稱1倍頻程，簡稱倍頻程。5.噪聲的主觀評價等響曲線與響度級所謂響度級，就是以1000Hz的純音作標(biāo)準(zhǔn)，使其和某個聲音聽起來一樣響，那么此1000Hz純音的聲壓級就定義為該聲音的響度級。記作LN，單位為方(Phone)。噪聲評價量

噪聲源評價量可用聲壓級或倍頻帶聲壓級、聲功率級、A聲級、A計權(quán)聲功率級。噪聲的影響還同其持續(xù)的時間有關(guān)，即和人們接收的噪聲能量有關(guān)。在更多情況下，環(huán)境噪聲往往是起伏的，因此又提出了等效A聲級的評價量，以彌補(bǔ)A聲級的缺乏。聲場中某點(diǎn)在一段時間內(nèi)A計權(quán)能量的平均值即該點(diǎn)在這段時間的等效A聲級。表達(dá)式為(dB)式中，T—規(guī)定的測量時間；LA(t)—某時刻t的瞬時A聲級，dB(A)；LeqT—規(guī)定測量時間T內(nèi)的等效A聲級。某測點(diǎn)在規(guī)定的測量時間T內(nèi)，有N％時間的聲級超過某一聲級值LA時，這個聲級值LA稱做累積百分聲級LN單位為dB(A)。例如L10為70dB(A)，即表示在整個測量時間內(nèi)，有10％時間的噪聲都超過70dB(A)。常用的累積百分聲級有L10、L50、L90。L10表示監(jiān)測時間內(nèi)的噪聲平均峰值、L50表示監(jiān)測時間內(nèi)噪聲的中值、L90表示監(jiān)測時間內(nèi)的噪聲噪聲的背景值。7.2噪聲的測量噪聲測量儀器監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)與布點(diǎn)原那么7.3環(huán)境噪聲預(yù)測模型聲源聲級A確實(shí)定噪聲傳播衰減計算1．距離衰減(1)點(diǎn)聲源的距離衰減(2)線聲源的距離衰減2．墻壁隔聲量的計算用構(gòu)件將噪聲源與接收者分開，阻斷空氣聲傳播的措施稱做隔聲。所使用的構(gòu)件稱做隔聲構(gòu)件。如墻壁、玻璃、木板等。透聲系數(shù)是衡量構(gòu)件隔聲能力常用的物理量之一，記為τ。它表示構(gòu)件透過聲音能力的大小，等于透射的聲能與入射聲能之比，無量綱。隔聲量是衡量構(gòu)件隔聲能力的另一個常用物理量，或稱透聲損失，常記為TL。單層密實(shí)均勻構(gòu)件的隔聲量可用經(jīng)驗公式計算(dB)式中：m——墻體的面密度，kg／m2；f——入射聲波的頻率，Hz。假設(shè)墻體由多種隔聲構(gòu)件(或材料)組成，如一面墻上開有門或窗，那么稱為組合墻。組合墻隔聲量的計算通過求平均透聲系數(shù)獲得。

(dB)例7-1某車間東墻為一磚、雙面粉刷墻〔面