1、第四章 大氣環(huán)境質(zhì)量評價 第三節(jié) 大氣質(zhì)量預(yù)測模型（點(diǎn)源模型）,環(huán)境質(zhì)量及評價,1,化學(xué)與環(huán)境科學(xué)系,環(huán)境質(zhì)量評價EQA,大氣擴(kuò)散模型：點(diǎn)源擴(kuò)散的高斯模型,高斯模型是大氣擴(kuò)散模型中用的最多的。 高斯模型的坐標(biāo)系： 原點(diǎn)：以排放點(diǎn)在地面的投影點(diǎn)為原點(diǎn)； x 軸：平均風(fēng)向?yàn)?x 軸； y 軸：在水平面內(nèi)垂直于x 軸的為y 軸， y 軸的正向在 x 軸的左側(cè)； z 軸垂直于水平面，向上為正方向。,示意圖：高斯模型的坐標(biāo)系,O,2,化學(xué)與環(huán)境科學(xué)系,環(huán)境質(zhì)量評價EQA,大氣擴(kuò)散模型：點(diǎn)源擴(kuò)散的高斯模型 P69,高斯模式的四點(diǎn)假設(shè)為： （1）假定大氣流動是穩(wěn)定的、有主導(dǎo)方向的； （2）假定污染物在大氣中

2、只有物理運(yùn)動、沒有化學(xué)和生物變化； （3）假定在所要預(yù)測的范圍內(nèi)沒有其他同類污染源和匯，也就是說源強(qiáng)是連續(xù)均勻的； （4）在有主導(dǎo)風(fēng)的情況下，主導(dǎo)風(fēng)對污染物的輸送應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于湍流運(yùn)動引起的污染物在主導(dǎo)風(fēng)向上的擴(kuò)散，即在 x方向只考慮遷移，不考慮擴(kuò)散. 對后述的模式只要沒有特殊指明，以上四點(diǎn)假設(shè)條件都是遵守的。,3,化學(xué)與環(huán)境科學(xué)系,環(huán)境質(zhì)量評價EQA,點(diǎn)源擴(kuò)散的高斯模型（高架連續(xù)點(diǎn)源）,高架連續(xù)點(diǎn)源的高斯模式熟記：,式中：C(x,y,z) 表示坐標(biāo)為x，y，z處污染物濃度； He：煙囪的有效高度，m； Q：煙囪排放源強(qiáng)（污染物單位時間排放量，mg/s）； y ：垂直于主導(dǎo)風(fēng)向的橫向擴(kuò)散參數(shù)，m；

3、 z ：鉛直擴(kuò)散參數(shù)，m； u：排氣筒高度處的風(fēng)速，/s,e=2.718,4,化學(xué)與環(huán)境科學(xué)系,環(huán)境質(zhì)量評價EQA,常用的點(diǎn)源擴(kuò)散模型（高架連續(xù)點(diǎn)源）,（1）高架連續(xù)點(diǎn)源的地面濃度 令z0，可用于計(jì)算地面任何一點(diǎn)的污染物濃度。這是實(shí)際大氣環(huán)境影響評價關(guān)心的問題。,5,化學(xué)與環(huán)境科學(xué)系,環(huán)境質(zhì)量評價EQA,常用的點(diǎn)源擴(kuò)散模型（高架連續(xù)點(diǎn)源）,（2）高架連續(xù)點(diǎn)源的地面軸線濃度 地面軸線是從煙囪原點(diǎn)向下風(fēng)向延伸的方向，即x方向。令z0，y0。,6,化學(xué)與環(huán)境科學(xué)系,環(huán)境質(zhì)量評價EQA,地面軸線濃度計(jì)算,課堂計(jì)算 位于平原農(nóng)村某工廠鍋爐煙囪的幾何高度為100米，SO2的單位時間排放量為0.54t/h，

4、已知當(dāng)?shù)氐孛骘L(fēng)速為3.0m/s,大氣穩(wěn)定定為D類，抬升高度為150米。求下風(fēng)向2500m處的SO2地面軸線濃度（小時平均值，單位以mg/m3表示，精確度保證小數(shù)點(diǎn)后兩位）。,7,化學(xué)與環(huán)境科學(xué)系,環(huán)境質(zhì)量評價EQA,常用的點(diǎn)源擴(kuò)散模型（高架連續(xù)點(diǎn)源）,（3）高架連續(xù)點(diǎn)源最大落地濃度和落地點(diǎn)距離 最大落地濃度發(fā)生在x軸線上。,地面濃度最大值,最大值點(diǎn)的下風(fēng)距離,8,化學(xué)與環(huán)境科學(xué)系,環(huán)境質(zhì)量評價EQA,常用的點(diǎn)源擴(kuò)散模型（高架連續(xù)點(diǎn)源）,（3）高架連續(xù)點(diǎn)源最大落地濃度和落地點(diǎn)距離,地面濃度最大值,最大值點(diǎn)的下風(fēng)距離,當(dāng)a1a2時，上述公式可以簡化為：,9,化學(xué)與環(huán)境科學(xué)系,環(huán)境質(zhì)量評價EQA,最

5、大地面濃度及其位置,課堂練習(xí) 位于平原農(nóng)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0.19t/h,已知當(dāng)?shù)氐孛骘L(fēng)速為2.2m/s, 大氣穩(wěn)定度為B類，P1=1，抬升高度為120m，求最大落地濃度（小時平均值）。,10,化學(xué)與環(huán)境科學(xué)系,環(huán)境質(zhì)量評價EQA,最大地面濃度及其位置,課堂練習(xí) 利用正態(tài)煙羽擴(kuò)散模式，預(yù)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，考慮到現(xiàn)在的背景值及該地區(qū)未來的發(fā)展規(guī)劃，要求其小時平均落地濃度不能超過0.2mg/m3，試問：如果其它條件不變，采取的措施是減少污染物的單位時間排放量（源強(qiáng)），減少后的源強(qiáng)應(yīng)不大于原來源強(qiáng)的百分之多少？

6、,11,化學(xué)與環(huán)境科學(xué)系,環(huán)境質(zhì)量評價EQA,最大地面濃度及其位置,某城市遠(yuǎn)郊區(qū)（丘陵）有一火力發(fā)電廠，排煙高度H120m，煙囪排放口的直徑D1.5m，排放SO2的源強(qiáng)Q800kg/h，排氣溫度Ts413k，煙氣出口Vs18m/s。在8月份某日17點(diǎn)（北京時間），當(dāng)時大氣穩(wěn)定度為C類，氣溫303k，鄰近氣象站測得地面風(fēng)速為2.8m/s。試求：（1）地面軸線最大濃度及其出現(xiàn)距離；（2）地面軸線1500m處的濃度。,12,化學(xué)與環(huán)境科學(xué)系,環(huán)境質(zhì)量評價EQA,常用的點(diǎn)源擴(kuò)散模型（地面連續(xù)點(diǎn)源）,（4）地面連續(xù)排放點(diǎn)源模型（令H0）,地面連續(xù)點(diǎn)源在地面上任何一點(diǎn)產(chǎn)生的濃度：,地面連續(xù)點(diǎn)源在地面軸線上

7、任何一點(diǎn)產(chǎn)生的濃度：,13,化學(xué)與環(huán)境科學(xué)系,環(huán)境質(zhì)量評價EQA,輻射逆溫,因地面強(qiáng)烈輻射而形成的逆溫。在晴朗無風(fēng)或微風(fēng)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強(qiáng)烈，而上層的空氣冷卻降溫緩慢，因此使低層大氣產(chǎn)生逆溫現(xiàn)象。一般日出后，輻射逆溫就消失了。 輻射逆溫厚度從數(shù)十到數(shù)百米，在大陸上常年都可出現(xiàn)。,14,化學(xué)與環(huán)境科學(xué)系,環(huán)境質(zhì)量評價EQA,什么是“熏煙”？,當(dāng)前一天是無云或少云的晴天，風(fēng)速又比較小時，夜間將產(chǎn)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失，形成一個不斷增厚的混合層。原來在逆溫層中處于穩(wěn)定狀態(tài)的煙羽進(jìn)入混合層之后，由于其本身的下沉和垂直方向的強(qiáng)擴(kuò)散

8、作用，污染物濃度在這一方向?qū)⒔咏诰鶆蚍植?，出現(xiàn)所謂熏煙現(xiàn)象。 熏煙屬于常見的不利氣象條件之一，雖然其持續(xù)時間約在0.5至1小時之間，但其最大濃度可高達(dá)一般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(fēng)向造成嚴(yán)重污染。,15,化學(xué)與環(huán)境科學(xué)系,環(huán)境質(zhì)量評價EQA,熏煙隨時間變化過程示意圖,16,化學(xué)與環(huán)境科學(xué)系,環(huán)境質(zhì)量評價EQA,點(diǎn)源特殊擴(kuò)散模式（ 熏煙型擴(kuò)散模式）,熏煙擴(kuò)散時的計(jì)算公式為：,式中，hf：熏煙時的混合層高度； yF：熏煙條件下的橫向擴(kuò)散參數(shù)； hf H：混合層和煙云軸線的高差。,17,化學(xué)與環(huán)境科學(xué)系,環(huán)境質(zhì)量評價EQA,點(diǎn)源特殊擴(kuò)散模式（ 熏煙型擴(kuò)散模式）,18,化學(xué)與環(huán)境科學(xué)系,環(huán)境質(zhì)量評價EQA,點(diǎn)源特殊擴(kuò)散模式（ 熏煙型擴(kuò)散模式）,在環(huán)評中，通常需要對熏煙條件的地面濃度和最近距離進(jìn)行估算。一般做最大熏煙濃度和最近距離的計(jì)算。,式中，tm: hf自hs升至 的時間差。,熏煙擴(kuò)散計(jì)算的關(guān)鍵在于混合層高度及其抬升速度的確定。,19,化學(xué)與環(huán)境科學(xué)系,環(huán)境質(zhì)量評價EQA,熏煙模型,課堂練習(xí) 某電廠煙囪有效高度150m，SO2排放量151g/s。夜間和上午有效煙囪高度風(fēng)速為4m/s，夜間大氣穩(wěn)定度E級。若清晨煙流全部發(fā)生熏煙現(xiàn)象，確定