空气污染学第四章高斯扩散基本公式省名师优质课获奖课件市赛课一等奖课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本幻灯片资料仅供参考，不能作为科学依据，如有不当之处，请参考专业资料。谢谢,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本幻灯片资料仅供参考，不能作为科学依据，如有不当之处，请参考专业资料。谢谢,第四章,高斯扩散基本公式,理想条件下空气污染物散布模式处理,第1页,欧拉扩散方程假设,K,为常数（即斐克扩散），可得到正态分布形式解,从统计理论出发，在平稳、均匀湍流假定下，也能够证实粒子扩散位移概率分布符合正态分布形式。大量试验研究和观察事实表明，对于平均烟流情形，其浓度分布是符合正态（也称高斯）分布,所以，按照统计理论处理路径，假设概率分布函数为高斯分布，可取得连续点源,高斯扩散公式,-,现今普遍应用大气扩散模式基础。,第2页,2,主要内容,连续点源高斯扩散计算公式,连续线、面源和体源扩散计算公式,当前大气扩散模式：合理准确扩散公式，表征各种影响过程特征参数，高效能计算方法和程序组成。,第3页,3,4.1,连续点源,高斯扩散公式,第4页,4,一 无界情形,（公式及物理意义）,湍流均匀定常，设源位于无界空间，取,X,轴与平均风向一致，则污染物浓度在,y,和,z,方向符合高斯分布，可得：,第5页,5,物理意义,Q,：,源强，点、面、线、体源，影响直接、显著，影响大,大气稀释因子：,代表了不一样气象条件和地形条件下物质散布程度及其随空间距离改变,正态分布形式项：在正态分布情况下，分布形式影响不敏感,第6页,6,实际情况为有地面存在，烟流散布有界。需考虑地面影响。,最简单情况，,假设,地面无吸收和吸附作用，污染物本身无沉降，无反应。地面对污染物为,全反射面,。坐标原点选在污染源在地面投影点，取,x,轴为平均风向，,Z,轴指向天顶与地面垂直，取右手坐标系。,采取像源法处理地面反射。（总浓度=实源+虚源）,二 有界情形,（掌握）,第7页,7,实源：,像源,：,第8页,8,总贡献：,源强,平均风速,扩散参数,有效源高,第9页,9,烟流有效源高：,H=hs+h,hs:,烟囱高度和,h:,烟流抬升高度,归一化浓度：,标准化浓度,结果比较时排除,u,和,Q,影响,第10页,10,三 地面源,取,H,0,，,有界情形是无界情形地面浓度两倍,地面反射结果,第11页,11,四 地面浓度和地面最大浓度,1,地面浓度,令,z=0,，可得,高架源,地面,浓度,地面源公式？,第12页,12,2,地面轴线浓度,令,y=0,z=0,可得,高架源地面,轴,线,浓度,地面源公式？,对于高架源，尤其关注其造成地面轴线浓度及其分布，它比两侧浓度高。,第13页,13,高斯烟流浓度分布,高架源,地面浓度,：源附近,-0,，逐步增高，,X,max,处,q,max,，降低,Y,方向,上,q,：按正态分布向两侧降低,第14页,14,第15页,15,源高和稳定度影响,源高,稳定度,第16页,16,（,1,）与 之比为常数,时地面出现最大浓度,p=g,3,地面最大浓度估算,若稳定度不变，增加有效源高,H,，则会在更远处出现到达最大浓度,q,m,所需扩散参数 。,第17页,17,（,2,）,若 与 之比是改变,第18页,18,一 线源扩散公式,线源定义为呈线状分布污染物排放源。如繁忙公路和城市街道通常被看作是线源,连续线源等价于连续点源沿着线源长度范围积分，其浓度场是线上无数点源浓度贡献之和,4.2,连续线、面、体源扩散公式,视线源为无数点源组成,第19页,19,对于直线型线源，可直接积分求出；对于很不规则线源，只能用数值求和方法处理,点源计算普通取,x,轴与风向一致，线源计算时需考虑风向与其交角以及线源长度,第20页,20,1,无限长线源,风向与其正交,可由地面浓度在,y,向,-,+,积分可得：,为线源源强，,mg/(s,m),第21页,21,普通 不适用,风向与线源成交角 时,第22页,22,风向与其平行，,只有上风向有贡献，浓度与顺风位置无关。,第23页,23,2,有限长线源,设线源长度为范围为 ，依据不一样情况取积分有：,无界情形有限线源：,有界情形高架线源：,误差函数：,第24页,24,二 面源扩散公式,在水平方向呈面块状散布污染物排放源,称,面源,。如散布很集中而高度低、源强小居民区污染源，可视为面源。,面源扩散公式，标准上可由点源扩散公式沿,x,和,y,方向积分而得。,假设面源源强为,，,自整个上风方半平面对,x=0,和,y=0,点造成浓度贡献可分为两种：,1.,地面面源,(,即,H=0),情形,2.,近地层面源,(,即,H ),情形,第25页,25,由点源沿,x,和,y,向积分给出，自上风向半平面,对,x=0,，,y=0,造成浓度贡献,实际利用时，常处理积分并作源编目和模式化处理。,地面面源,面源面积较大,第26页,26,把大块面源划分为若干较小面源块情况下，可将面源化为点源来处理，即将每一面源块（又称面源单元）简化为一个等效点源,假定整个面源块污染物排放集中在该点。这么就可用点源扩散公式来计算该面源所造成污染物浓度。这么会在等效点源附近得出不合理高浓度，为此，可将该点源位置移到一定上风方位置，称其为虚拟点源（虚点源）,面源面积较小,-,虚拟点源,第27页,27,此时，我们要在上游方向确定出虚拟点源位置。即在这一点上，使虚拟点源扩散参数恰等于该面源初始扩散参数 。这么，可得高架源地面浓度为,第28页,28,在应用上式时,常采取经验方法给出初始扩散参数 ，如图所表示。假设,:,图中面源方块边长为,a,虚拟点源出发烟流在抵达面源中心位置时横风向宽度,2y,。,=a,，横向,初始扩散参数,（也称,初始扩散幅,）为,由烟流半宽定义有,第29页,29,于是上式变成：,要求定出公式中,初始扩散幅,若面源高度不相等，需再加 项。同理可取,第30页,30,三 体源扩散公式（自学）,与面源类似,-,虚点源,建筑物,形状系数,第31页,31,重点,了解记忆掌握点源高斯扩散公式,（无界、有界、地面源、高架源）,地面最大浓度,q,m,及距离,x,m,了解掌握线、面源高斯公式,第32页,32,