第五章-大气环境影响评价.ppt

第五章第五章 大气大气环环境影响境影响评评价价大气大气环环境影响境影响评评价基本任价基本任务务、特点、程序、特点、程序大气大气污污染物染物扩扩散散大气大气污污染物染物扩扩散模式散模式了解大气了解大气环环境影响境影响评评价基本任价基本任务务、特点及其程序、特点及其程序把握大气把握大气污污染染过过程及其各种影响因素的相关知程及其各种影响因素的相关知识识理解各种大气理解各种大气污污染染扩扩散模式的含散模式的含义义及其及其计计算算1.第一第一节节 概述概述一、大气一、大气环环境影响境影响评评价的基本任价的基本任务务通通过调查过调查、监测监测、预测预测等手段，分析判断等手段，分析判断建建设项设项目在建目在建设设施工期施工期和建成后和建成后投投产产期期所排放所排放的大气的大气污污染物染物对对大气大气环环境境质质量影响的量影响的程度和范程度和范围围，为为建建设项设项目的：目的：厂址厂址选择选择；污污染源染源设设置；置；制定大气制定大气污污染防治措施；染防治措施；有关工程的有关工程的设计设计；提供科学依据和指提供科学依据和指导导性意性意见见。2.二、大气二、大气环环境影响境影响评评价的特点价的特点1 1、空、空间间范范围围大，自然大，自然净净化能力化能力较较强强，可以采取高烟囱，可以采取高烟囱排放或尽量可能将排放或尽量可能将污污染源染源设设置在置在远远离人口密集或离人口密集或环环境敏感的地区。境敏感的地区。2 2、为为了了调查调查或探或探测测大气的运大气的运动规动规律，必将增加律，必将增加评评价工价工作的作的难难度和周期。度和周期。三、大气三、大气环环境影响境影响评评价的工作程序价的工作程序(“三三制三三制”)第一个三第一个三：准：准备备、正式工作和、正式工作和编编制制报报告告书书三个三个阶阶段段第二个三第二个三：正式工作包括：正式工作包括：调查调查、预测预测和和评评价三大价三大阶阶段段第三个三第三个三：调查调查主要包括主要包括污污染源、气象条件和染源、气象条件和环环境境质质量量现现状三个方面。状三个方面。3.四、评价等级的划分1、划分、划分评评价等价等级级的目的的目的区区别对别对待不同的待不同的评评价价对对象，即在保象，即在保证证质质量的前提下，尽可能的量的前提下，尽可能的节约时间节约时间和和经经费费。区区别别的的原原则则主要有两条：主要有两条：对环对环境境质质量影响的大小量影响的大小评评价工作的价工作的难难易程度。易程度。4.2、划分、划分评评价等价等级级的判据的判据设评设评价等价等级级的判的判别别参数参数为为Pi，则则Pi=f(Qi,Hi,Coi，行，行业类别业类别，产产量，投量，投资资，气象，气象条件，地形特征条件，地形特征)括号内的各括号内的各项为项为可能影响判可能影响判别别参数参数Pi的因子。的因子。其中：其中：Qi,Hi,Coi分分别为别为第第i个个污污染物的染物的单单位位时间时间排排放量、排放高度和空气放量、排放高度和空气质质量量标标准。准。由于因子太多，需要找出重要的具有代表性由于因子太多，需要找出重要的具有代表性的独立因子，的独立因子，经经分析，得出分析，得出Pi的的主要独立因子主要独立因子只只有有Qi，Coi和地形特征和地形特征3项项。考考虑虑到地形特征不易定量，其到地形特征不易定量，其对对Pi的影响可的影响可通通过过列表考列表考虑虑。故上式可。故上式可归结为归结为：5.nPi评评价等价等级级判判别别参数，亦即通常所参数，亦即通常所谓谓的等的等标标排排放量，放量，nQi第第i类污类污染物染物单单位位时间时间的排放量，的排放量，m3/h，nCoi第第i类污类污染物空气染物空气质质量量标标准，准，mg/m3Coi按按环环境空气境空气质质量量标标准（准（GB3095-1996）二）二级级、一小一小时时平均平均值计值计算。算。6.7.可以根据可以根据项项目的性目的性质质、总总投投资资和和产产值值、周、周围围地形的复地形的复杂杂程度、程度、环环境敏感区境敏感区的分布情况，以及当地大气的分布情况，以及当地大气污污染程度，染程度，对评对评价工作的等价工作的等级级作适当的作适当的调调整整，但，但调调整的幅度上下不能超整的幅度上下不能超过过一一级级。对对于三于三级级评评价价项项目，如果目，如果PiPi 2510 25107 7，其，其评评价工价工作可按有关作可按有关规规定定进进一步一步从从简简。调调整和从整和从简结简结果都果都应应征得征得环环保主管部保主管部门门同意。同意。8.五、大气五、大气环环境境调查调查大气大气环环境影响境影响评评价工作的价工作的难难度大、周期度大、周期长长、费费用高，主要指用高，主要指调查阶调查阶段工作。段工作。目的目的为为下一步下一步预测预测提供必要的参数提供必要的参数直接直接为评为评价提供背景数据和相关信息价提供背景数据和相关信息内容主要三部分内容主要三部分p污污染源染源p气象条件气象条件p环环境境质质量量现现状状9.（一）关于（一）关于污污染源染源调查调查(P134-138)n污污染因子的染因子的筛选筛选：根据根据污污染源染源调查调查与与评评价价结结果，果，一般不多于个。一般不多于个。查查找主要工找主要工业业企企业类业类型的主型的主要要污污染物。染物。n大气大气污污染源染源调查对调查对象：象：拟拟建建项项目和目和评评价区内原价区内原有工有工业业和民用和民用污污染源。染源。n调查调查方法：方法：物料衡算法，物料衡算法，现场实测现场实测法，法，经验经验估估算法。算法。n建建设项设项目目污污染源染源调查调查内容：内容：点源与面源。一、点源与面源。一、二、三二、三级评级评价有所区价有所区别别。n其他其他污污染源染源调查调查内容内容10.（二）大气（二）大气环环境境质质量量现现状状调查调查（P138-141）n现现有例行有例行监测资监测资料分析：料分析：如果如果评评价区内及价区内及周周边边区已区已设设有大气有大气监测监测站、点。站、点。n大气大气质质量量现现状状监测监测监测监测指指标标监测时间监测时间布点方法布点方法(网格、同心园、功能区、扇形等网格、同心园、功能区、扇形等)n大气大气质质量量现现状分析与初步状分析与初步评评价价污污染物染物浓浓度度时时空分布特征分析空分布特征分析污污染物染物浓浓度与气象条件关系分析度与气象条件关系分析多用多用单单因素指数法因素指数法11.（三）关于（三）关于污污染气象染气象调查调查n污污染气象要素染气象要素系指与大气系指与大气污污染或大气自然染或大气自然净净化化有关的那一部分气象要素。有关的那一部分气象要素。n大气是通大气是通过过三种机制三种机制达到自然达到自然净净化的，即化的，即平流平流输输送、湍流送、湍流扩扩散、清除机制散、清除机制。清除机制是因沉。清除机制是因沉降和降和转转化等物理、化学等方面的作用化等物理、化学等方面的作用对对大气大气污污染源的清除。染源的清除。对对大多数大多数评评价价项项目主要是目主要是调查调查与与前两种自然前两种自然净净化机制有关的化机制有关的污污染气象要素，即染气象要素，即地面与大气地面与大气边边界界层层气象要素及湍流气象要素及湍流扩扩散参数。散参数。12.n建建设项设项目所在地附近气象台站目所在地附近气象台站现现有常有常规规气象气象资资料的料的统计统计分析分析n现现有大气有大气边边界界层层平均平均场场和大气湍流和大气湍流扩扩散散资资料的收集和料的收集和统计统计n大气大气边边界界层层平均平均场场参数的参数的观观察察n湍流湍流扩扩散散试验试验n特殊气象特殊气象场观场观察察13.图图 大大气气环环境境影影响响评评价价技技术术工工作作程程序序图图污污染染气气象象及及大大气气扩扩散散规规律律建建设项设项目初步工程分析和目初步工程分析和环环境概况境概况调查调查划分划分评评价价级别级别确定确定评评价范价范围围编编制大气制大气环环境境评评价大价大纲纲（方案）（方案）工工程程分分析析：重重点点是是污污染染调调查查、污污染因子染因子筛选筛选环环境状况境状况调查调查大大气气环环境境评评价价标标准准或或环环境目境目标值标值确定确定评评价区价区污污染源染源社会社会自然自然城城镇镇社会社会结结构构地地理理、地地形形、气候等气候等大大气气环环境境质质量量现现状状工工业业民用土土 地地利用利用环环境敏境敏感区感区发发 展展规规划划常常规规气气象象资资料料、经经验验数数据据的的收收集集、统计统计和分析和分析大大气气边边界界层层平平均均场场观测观测湍 流 扩散 参 数测量室内模室内模拟试验拟试验大气大气扩扩散模式散模式选择选择、计计算参数确定算参数确定大气大气质质量影响量影响预测预测大气大气环环境影响境影响评评价价环环境境对对策建策建议议结论结论结结束束14.第二第二节节 大气大气污污染物的染物的扩扩散散15.大气大气污污染的研究内容染的研究内容vSourcesofairpollutantsvControlmethodsvAtmosphericbehaviorofairpollutantsvEffectsofairpollutantsvLegislativeandregulatorymeasures16.大气大气环环境影响境影响预测预测与与评评价的核心内价的核心内容，是通容，是通过过大气大气扩扩散模式散模式定量地分析定量地分析污污染物染物对对周周围围大气大气质质量的影响，理想的量的影响，理想的扩扩散模式散模式应应能能较较客客观观地反映地反映污污染物在大气染物在大气中的中的输输送、稀送、稀释释、扩扩散、散、转转化化过过程程。而。而在在这这个个过过程中空气程中空气污污染气象学染气象学起着关起着关键键的作用。的作用。17.源源受体受体大气大气扩扩散散污污染气象学染气象学 大气科学大气科学 大气物理、化学大气物理、化学大气气象学大气气象学 污污染气象学染气象学 气象条件气象条件对污对污染物的稀染物的稀释扩释扩散作用散作用污污染物染物对对气象的影响气象的影响18.一、大气圈一、大气圈结结构构大气圈垂直结构19.大气圈垂直结构对对流流层层（12km左右）左右）n集中了大气质量的3/4和全部的水蒸气，主要天气现象都发生在这一层n温度随高度的增加而降低，每升高100m平均降温0.650Cn强烈对流作用n温度和湿度的水平分布不均大气大气边边界界层层对对流流层层下下层层12km，地面阻滞和摩擦，地面阻滞和摩擦作用明作用明显显自由大气大气自由大气大气边边界界层层以上，地面摩擦可以忽略以上，地面摩擦可以忽略20.大气圈垂直结构平流平流层层（对对流流层顶层顶50-55km）n气温随高度增加而增加气温随高度增加而增加n集中了大部分臭氧集中了大部分臭氧n没有没有对对流运流运动动，污污染物停留染物停留时间时间很很长长中中间层间层（平流（平流层顶层顶85km）n气温随高度升高而迅速降低气温随高度升高而迅速降低n对对流运流运动动强强烈烈21.大气圈垂直结构暖暖层层（中（中间层顶间层顶800km）n气温随高度升高而增高气温随高度升高而增高n气体分子高度气体分子高度电电离离电电离离层层散逸散逸层层（暖（暖层层以上）以上）n气温很高，空气稀薄气温很高，空气稀薄n空气粒子可以空气粒子可以摆摆脱地球引力而散逸脱地球引力而散逸n大气大气压压力力总总是随高度的升高而降低是随高度的升高而降低n均均质质大气大气层层8085km以下，成分基本不以下，成分基本不变变22.二、主要气象要素二、主要气象要素（1）气温）气温天气天气预报预报中：中：1.5m高、百叶箱内气温。高、百叶箱内气温。23.（2）气气压压单单位：位：mb（毫巴）（毫巴）大气的大气的压压强强1atm101326Pa1013.26mb=760mmHg24.（3）风风向和向和风风速速风风玫瑰玫瑰图图25.（4）云）云大气中水汽的凝大气中水汽的凝结现结现象叫做云象叫做云 云量云量:天空被云遮蔽的成数（我国天空被云遮蔽的成数（我国1010分，国外分，国外8 8分）分）云高云高:云底距地面底高度云底距地面底高度 低云低云（2000m2000m以下）以下）中云中云（2000-6000m2000-6000m）高云高云（6000m6000m以上）以上）云状云状:卷云（卷云（线线）,积积云（云（块块）,层层云（面云（面),),雨雨层层云云(无定形）无定形）26.云高云（高云（6000m以上）以上）中云（中云（2000-6000m）低低云云（2000米米以以下下）27.（5）能见度能见度：正正常常视视力力的的人人，在在天天空空背背景景下下能能看清的水平距离。看清的水平距离。级别级别（0 09 9级级，相，相应应距离距离为为50505000050000米）米）28.三、大气三、大气污污染物染物扩扩散与气象因子的关系散与气象因子的关系n风风：风风的作用，的作用，污污染系数，染系数，风风向向频频率，率，风风玫瑰玫瑰图图n大气湍流：概念，直大气湍流：概念，直观观示意示意图图n大气大气稳稳定度：定定度：定义义，判，判别别，dn大气大气稳稳定度与烟云定度与烟云扩扩散的关系散的关系n逆温逆温29.四、大气四、大气污污染物染物扩扩散与下散与下垫垫面性面性质质的关系的关系1 1、下、下垫垫面作用机理：直接和面作用机理：直接和间间接作用接作用2 2、城市下、城市下垫垫面影响：面影响：热热力效力效应应和和动动力效力效应应3 3、山区下、山区下垫垫面的影响：面的影响：过过山气流、坡山气流、坡风风和和谷谷风风4 4、水、水陆陆交界交界处处的影响的影响30.五、五、污污染物在大气中的散布染物在大气中的散布过过程程污污染物在大气中的散布染物在大气中的散布过过程可用程可用图图示表示（烟囱示表示（烟囱排出），概括起来，散布排出），概括起来，散布过过程有以下几个方面：程有以下几个方面：烟气抬升烟气抬升（机械、（机械、热热力学力学过过程）程）烟窗或建筑物造成的烟窗或建筑物造成的下泄和尾流下泄和尾流混合混合风风的搬运的搬运（风风向、向、风风速）速）湍流湍流扩扩散散干沉降干沉降湿沉降湿沉降化学化学转转化化混合混合层对污层对污染物染物输输送的影响送的影响迎迎风风坡的抬升和背坡的抬升和背风风坡的下沉坡的下沉其它气象其它气象过过程程：气象条件的日：气象条件的日变变化，山谷化，山谷风风，海，海陆风陆风，热热力学效力学效应应，大气，大气环环流等。流等。31.列列举举的以上的以上诸过诸过程有程有气象的、空气气象的、空气动动力学力学的、的、热热力学的、机械的、化学的力学的、机械的、化学的等等诸诸多因素的多因素的影响，而且在影响，而且在污污染物的散布染物的散布过过程中它程中它们们往往是往往是相互作用相互作用的。但是，随着排放特征、的。但是，随着排放特征、污污染物性染物性质质、地形气象条件的差异，各、地形气象条件的差异，各项项因素的重要性因素的重要性也不一也不一样样。在。在实际实际工作中，我工作中，我们们可以突出其中可以突出其中一个或几个主要因素的作用，研究其定量表达一个或几个主要因素的作用，研究其定量表达方方大气大气扩扩散模式（散模式（预测预测模型）模型），以便于大气，以便于大气环环境影响境影响评评价中的价中的实际应实际应用。可能情况下再根用。可能情况下再根据其它因子据其它因子进进行行修正修正。32.第三第三节节 大气大气污污染染预测预测模式模式33.一、湍流一、湍流扩扩散的基本理散的基本理论论n扩扩散的要素散的要素n风风：平流平流输输送送为为主，主，风风大大则则湍流大湍流大n湍流：湍流：扩扩散比分子散比分子扩扩散快散快10105 510106 6倍倍n湍流的基本概念湍流的基本概念n湍流湍流大气的无大气的无规则规则运运动动n风风速的脉速的脉动动n风风向的向的摆动摆动n原因原因n热热力：温度垂直分布不均（不力：温度垂直分布不均（不稳稳定）定）n机械：垂直方向机械：垂直方向风风速分布不均匀及地面粗糙度速分布不均匀及地面粗糙度34.1 1、湍流、湍流扩扩散理散理论论n 主要主要阐阐述湍流与烟流述湍流与烟流传传播及湍流与物播及湍流与物质质浓浓度衰减的关系度衰减的关系 1)1)梯度梯度输输送理送理论论n类类比于分子比于分子扩扩散，散，污污染物的染物的扩扩散速率与散速率与负浓负浓度梯度梯度成正比度成正比2)湍流湍流统计统计理理论论n基础是泰勒正态分布n萨顿模式n高斯模式高斯模式 3)相似理相似理论论35.2、点源扩散的高斯模式q坐坐标标系系q高斯模式的四点假高斯模式的四点假设设：n(1)污污染物染物浓浓度在度在y和和z方向是正方向是正态态分布的（双分布的（双正正态态假假设设），在），在x方向只考方向只考虑虑迁移，不考迁移，不考虑扩虑扩散；散；n(2)在整个空在整个空间间中中风风速是均匀、速是均匀、稳稳定的，定的，风风速速大于大于ms；n(3)源源强强是是连续连续均匀的；均匀的；n(4)在在扩扩散散过过程中程中污污染物染物质质量是守衡的。量是守衡的。36.高斯模式的坐高斯模式的坐标标系和基本假系和基本假设图设图示示37.二、高架点源短期地面二、高架点源短期地面浓浓度度预测预测模式模式（最基本的（最基本的预测预测模式）模式）1 1、孤立排气筒下、孤立排气筒下风风向任一点地面向任一点地面浓浓度度预测预测预测预测孤立排气筒孤立排气筒对对下下风风向任一点地面某种向任一点地面某种大气大气污污染物的染物的浓浓度度贡贡献献值值，可按下式，可按下式计计算：算：式中式中C单单位位mg/m3 Q单单位位时间污时间污染物排放量，染物排放量，mg/s Y该该点（点（预测预测点）与通点）与通过过排气筒的平均排气筒的平均风风向向轴线轴线在水平面在水平面上的距离，上的距离，m.He排气筒有效高度（排气筒有效高度（m）。）。He=Hs+H U排气筒距地面的几何高度排气筒距地面的几何高度H（m）处处的的风风速，速，m/s。垂直于平均垂直于平均风风向的水平横向向的水平横向扩扩散参数，散参数，m。铅铅直直扩扩散参数，散参数，m。38.对对于于U U，无，无实测值时实测值时，U U可按下式可按下式计计算。算。H150mH150m时时，U=UU=U1010（H/10H/10）p pH H150150时时，U=UU=U10101515p pHH排气筒的几何高度，排气筒的几何高度，m m。U U1010距地面距地面1010米高米高处处10min10min平均平均风风速，速，m/sm/s。pp风风速高度指数速高度指数39.2 2、孤立排气筒下、孤立排气筒下风风向短期（向短期（30min30min）最大地面最大地面浓浓度度预测预测nCm孤立排气筒下风向30min最大地面浓度，mg/立方米。nP1130min取样时间的横向稀释系数n其它符号同前。n按下表确定P11的值40.3 3、最大地面、最大地面浓浓度点距排气筒的距离度点距排气筒的距离预测预测Xm最大地面最大地面浓浓度点距排气筒距离度点距排气筒距离m。和和r值值可由表可由表查查得。教材得。教材P117-118，表表5-6和和5-7查查不同不同稳稳定度下，定度下，值值，据此可，据此可计计算算41.高斯模式的高斯模式的浓浓度度扩扩散公式散公式汇总汇总地面源（H=0）高架源（H0）地面轴线上点C(x,0,0)地面点C(x,y,0)半无界(任一点)C(x,y,z)无界(任一点)C(x,y,z)42.高斯烟流的浓度分布高斯烟流高斯烟流高斯烟流高斯烟流中心中心中心中心线线线线上的上的上的上的浓浓浓浓度分布度分布度分布度分布43.三、三、扩扩散参数的散参数的计计算和确定算和确定（一）什么是（一）什么是扩扩散参数散参数n大气中几乎大气中几乎时时处处时时处处存在着各种不同的尺度和不存在着各种不同的尺度和不规则规则的湍流的湍流运运动动。湍流运。湍流运动动使烟流作整体漂移（使烟流作整体漂移（风风作用下）外，使烟流作用下）外，使烟流的直径不断增大。是的直径不断增大。是污污染物与周染物与周围围大气交大气交换换加快，不断分散、加快，不断分散、稀稀释释，称，称湍流湍流扩扩散散过过程程。n湍流湍流扩扩散的散的强强度叫度叫扩扩散速率散速率，其衡量方法可由多种方法，在，其衡量方法可由多种方法，在实实用中常用用中常用污污染物染物浓浓度分布的度分布的标标准差准差来表示湍流来表示湍流扩扩散的速率散的速率大小。大小。浓浓度分布的度分布的标标准差本来是表征准差本来是表征污污染物散布范染物散布范围围的特征的特征量，但是，在相同条件下，量，但是，在相同条件下，污污染物染物扩扩散范散范围围越广，表示大气越广，表示大气的湍流的湍流扩扩散速率越大，所以可用它来表示散速率越大，所以可用它来表示扩扩散速率。散速率。n一一个个连连续续点点源源所所释释放放的的烟烟流流，其其铅铅直直方方向向的的平平均均浓浓度度分分布布通通常如下常如下图图。横。横风风向也是一向也是一样样。44.高斯烟流的形态45.习惯习惯上，称上，称 为为横横风风向和向和铅铅直向直向浓浓度度分布的分布的标标准差，从上述准差，从上述说说明可知，它其明可知，它其实实是分布范是分布范围围，单单位：位：m m。越大，越大，说说明明污污染物染物扩扩散的范散的范围围越越大，大，浓浓度越低。度越低。显显然，它是然，它是离源距离的函数离源距离的函数：近距离：近距离内，内，浓浓度峰度峰值值高，散布范高，散布范围围窄，窄，值值小，小，远远距离，相反。距离，相反。46.在相同的距离上，在相同的距离上，大小随气象大小随气象条件及下条件及下垫垫面性面性质质而不同，具体：而不同，具体：n风风向的向的变变化幅度增加，化幅度增加，增大；增大；n风风速越大，速越大，下降下降n城市城市 大于大于农农村的村的n地形越复地形越复杂杂，越大越大n取取值时值时段越段越长长，越大越大47.污污染气象学中，大气染气象学中，大气扩扩散理散理论论和和实实验验研究的关研究的关键问题键问题之一就是在于如何恰之一就是在于如何恰当地用可当地用可测测的气象参数来描述各种条件的气象参数来描述各种条件下的烟云散布状况，由于下的烟云散布状况，由于浓浓度分布度分布标标准准差是差是扩扩散速率的散速率的标标志，故又称志，故又称为为扩扩散参散参数数，另外，有，另外，有时时也用烟流的也用烟流的宽宽度和高度度和高度来表示它的水平和来表示它的水平和铅铅直直扩扩散范散范围围。定定义义：烟流半烟流半宽宽度（度（y y0 0）是沿是沿y y轴轴方方向从向从轴线轴线（x x轴轴）到）到浓浓度下降度下降为轴线浓为轴线浓度度十分之一十分之一处处的距离。的距离。48.根据根据浓浓度正度正态态分布及分布及 与与y y0 0的定的定义义可可推推导导出：出：ny y0 0=2.15=2.15n烟流烟流宽宽度度2 y2 y0 0=4.3=4.3n同同样样烟流高度烟流高度2Z2Z0 0=4.3=4.3n具有具有实实用价用价值值，面源模式中要用到。，面源模式中要用到。49.（二）（二）扩扩散参数的确定（是散参数的确定（是预测预测模式模式计计算的关算的关键键）n有两有两类类方法方法：n第一第一类类：查查表，表，查查曲曲线线计计算，由常算，由常规规气象要素气象要素大气大气稳稳定度定度参数参数n第二第二类类：大气：大气扩扩散散试验试验，50.n1、扩扩散参数可表示散参数可表示为为a1横向（横向（y方向）方向）扩扩散参数的回散参数的回归归指数；指数；a2铅铅直向（直向（z方向）方向）扩扩散参数的回散参数的回归归指数；指数；r1y方向方向扩扩散参数的回散参数的回归归系数；系数；r2z方向方向扩扩散参数的回散参数的回归归系数；系数；X距排气筒下距排气筒下风风向的水平距离向的水平距离m。以上指数、系数都可以在表中以上指数、系数都可以在表中查查出，出，陆书陆书玉玉P117-118表表5-6和和5-7。为为了方便，也可根据前表的不同了方便，也可根据前表的不同组组合在各种大合在各种大气气稳稳定度下定度下计计算出算出扩扩散参数散参数值值。51.2 2、大气、大气稳稳定度的确定定度的确定前一前一类类方法（即方法（即查查表表计计算）确定算）确定扩扩散参数一定散参数一定要先确定大气要先确定大气稳稳定度，确定大气定度，确定大气稳稳定度也有很多定度也有很多方法。方法。实实用的用的话话，应该应该根据一些常根据一些常规规气象气象观测资观测资料料就可确定，普遍就可确定，普遍应应用的就是帕斯奎用的就是帕斯奎尔尔(Pasquill)(Pasquill)法，即称法，即称P.SP.S法。法。（1 1）P.SP.S稳稳定度分定度分类类分六分六级级：AA极不极不稳稳定定 B B不不稳稳定定 C C弱不弱不稳稳定定DD中性中性 EE较较、微、微稳稳定定 F F稳稳定定52.（2 2）根据云量与太阳高度角）根据云量与太阳高度角确定太阳确定太阳辐辐射射等等级级数数（反映地面加（反映地面加热热、降温状况的一个、降温状况的一个参量。白天地面加参量。白天地面加热热状况：状况：h h0 0和云量；夜和云量；夜间间降温：云量）降温：云量）53.云量（1/10）太阳高度角总云量/低云量夜间ho1515ho3535ho65ho654421+1+2+357410+1+2+384100+1+15570000+18800000由太阳高度角和云量求太阳幅射等由太阳高度角和云量求太阳幅射等级级54.日高角和日高日高角和日高图图太阳高度角（或日高角）太阳高度角（或日高角）是指当是指当时时当地太阳当地太阳实实际际照射到水平面上的角度。在当地真太阳照射到水平面上的角度。在当地真太阳时时正午正午1212点日高角点日高角hh、太阳、太阳倾倾角角（赤（赤纬纬角）和当地角）和当地纬纬度角度角之之间间的相互关系。的相互关系。由于太阳到地球的距离由于太阳到地球的距离远远远远大于地球的半径，大于地球的半径，因此因此-；Sinh Sinh=COS=COS(-)=COS=COS(-)55.任一任一时时刻太阳高度角（日高角）刻太阳高度角（日高角）h h的的计计算式算式Sinh=SinSin+CosCosCos（15t300）n式中：式中：当地当地纬纬度，度，；当地当地经经度，度，；太阳太阳倾倾角，角，；按当；按当时时月份与日期月份与日期查查表。表。t观测进观测进行行时时的北京的北京时间时间，h。56.（3）根据）根据太阳太阳辐辐射等射等级级数和地面数和地面风风速速稳稳定度等定度等级级，查查表表(教材教材117表表5-5)。地面地面风风速速是指离地面是指离地面10m高高处处的的10min的平均的平均风风速。速。57.（4 4）由）由大气大气稳稳定度定度扩扩散参数散参数，来，来进进行模式行模式计计算，算，还还要作某些要作某些调调整，整，实际应实际应用用时时很重要。很重要。1 1）平原地区）平原地区农农村和城市村和城市远远郊区：郊区：A A，B B，C C级稳级稳定度定度查查表确定表确定计计算算扩扩散参数散参数 D D，E E，F F级稳级稳定度定度应应向不向不稳稳定方向提半定方向提半级级后后查查表表2 2）一般城市的工）一般城市的工业业区和丘陵山区的区和丘陵山区的农农村或城市区村或城市区A A，B B级级不提不提级级，C CB B，D D，E E，F F级级向不向不稳稳定方向提定方向提一一级级半，半，查查表。表。3 3）一般城市非工）一般城市非工业业区的城区区的城区：A A，B B级级不提不提级级C C，D D，E E，F F向不向不稳稳定方向提半定方向提半级级，查查表。表。58.3 3、大气、大气扩扩散参数的散参数的现场测现场测定和室内模定和室内模拟拟对对于于复复杂杂地形地形的大气的大气扩扩散散过过程，由于湍流程，由于湍流较较强强，采用采用经验经验公式确定公式确定扩扩散参数散参数进进行模行模拟计拟计算，往往不算，往往不够够准确，在有条件准确，在有条件时时，扩扩散参数散参数应应尽量尽量现场实测现场实测，或通或通过实验过实验室模室模拟实验拟实验确定。常用的方法有：确定。常用的方法有：（1 1）烟云照相法（放烟照相法）烟云照相法（放烟照相法）（2 2）示踪法）示踪法（3 3）平衡球法）平衡球法（4 4）环环境境风风洞洞试验试验 59.烟云照相法（放烟照相法）烟云照相法（放烟照相法）这这种方法种方法适合于已有合适高度的排烟烟囱适合于已有合适高度的排烟烟囱，可在不同排烟状况及气象条件下可在不同排烟状况及气象条件下对对烟云烟云扫扫描。描。该该方法要在相同条件下拍下多方法要在相同条件下拍下多张张照片，照片，进进行叠行叠置描下平均烟云置描下平均烟云轮轮廓廓线线。通通过过烟云烟云轮轮廓廓线线的的宽宽度来求度来求扩扩散参数，也散参数，也可用烟云可用烟云图图像的灰度像的灰度进进行分析，因行分析，因为为灰度分布灰度分布与与浓浓度分布具有相似性，便可通度分布具有相似性，便可通过过相片的灰度相片的灰度分析求分析求扩扩散参数。散参数。如在当地如在当地没有没有实际实际的烟云可供的烟云可供试验测试验测定定时时，也可通也可通过过人工人工释释放烟幕放烟幕进进行行扩扩散参数的散参数的扩扩散散试试验验，但不能，但不能进进行烟气行烟气抬升高度的研究。抬升高度的研究。60.这这是一种公是一种公认较认较好的好的测测量大气量大气扩扩散参数的方散参数的方法，通常也用此方法法，通常也用此方法验证预测验证预测模式。模式。其原理其原理为为：在大气中在大气中释释放一定数量的示踪物放一定数量的示踪物质质；再再测测量示踪物量示踪物质质在空在空间间的的浓浓度分布；度分布；最后利用正最后利用正态态模式或模式或标标准差的定准差的定义义推出推出扩扩散参数。散参数。示踪法示踪法61.平衡球法平衡球法 这这种方法能直接种方法能直接测测出空气粒子的运出空气粒子的运动轨动轨迹和迹和湍流湍流扩扩散参数。散参数。原理原理：用：用轻轻于空气的气体注入气球，使于空气的气体注入气球，使该该气气体与气球的平均密度与某一高度上空气的密体与气球的平均密度与某一高度上空气的密度相等，以便模度相等，以便模拟单拟单个空气粒子（汽个空气粒子（汽块块）随）随时间时间改改变变在空气中的运在空气中的运动规动规律。律。62.环环境境风风洞洞试验试验复复杂杂地形等地形等对扩对扩散的影响，可散的影响，可进进行行实实验验室室风风洞洞试验试验模模拟拟。这这种方法种方法试验试验条件可条件可控，可作重复性、控，可作重复性、规规律性研究。律性研究。原理原理：风风洞洞是用人工制造的气流来模是用人工制造的气流来模拟实拟实际际气流的气流的试验试验装置，用于大气装置，用于大气扩扩散研究的散研究的风风洞洞为为环环境境风风洞洞。它是一种低速。它是一种低速风风洞，能洞，能模模拟拟大气大气边边界界层层的流的流动动。63.四、排气筒有效高度的四、排气筒有效高度的计计算算n在在预测预测模式模式计计算中，要用到算中，要用到HeHe，He=Hs+HHe=Hs+H 关关键键要确定要确定HH，即烟气抬升高。，即烟气抬升高。导导致烟气抬升的致烟气抬升的机理机理有两个：有两个：动动力学因素力学因素动动量、速度量、速度 热热力学因素力学因素烟气温度比周烟气温度比周围围空气高而空气高而产产生的生的净净浮力浮力n影响影响这这两种作用机理的因素两种作用机理的因素很多，主要有两很多，主要有两类类：烟气排放因素烟气排放因素：包括出口烟流的速度、烟：包括出口烟流的速度、烟气温度、烟囱出口内径等。气温度、烟囱出口内径等。气象因素气象因素：平均：平均风风速、速、环环境空气温度、境空气温度、风风速垂直切速垂直切变变、大气、大气稳稳定度等。定度等。64.n由于影响因素多，使抬升由于影响因素多，使抬升问题问题相当复相当复杂杂，计计算困算困难难。现现国内外已提出国内外已提出许许多多计计算抬升高度的方法，但没有一算抬升高度的方法，但没有一个全部考个全部考虑虑上述上述诸诸因素，也没有一种公式被普遍接受因素，也没有一种公式被普遍接受使用，多数是使用，多数是经验经验的、半的、半经验经验，根据各自有限的，根据各自有限的观测观测资资料基料基础础上上总结总结出来的，用不同公式方法出来的，用不同公式方法计计算算结结果可果可能差能差别别很大。很大。n烟气抬升烟气抬升对对高速或高速或热热量很大的烟气排放而言是非常重量很大的烟气排放而言是非常重要的因素。因要的因素。因为污为污染物落地染物落地浓浓度的最大度的最大值值与烟囱有效与烟囱有效高度的平方成反比，烟气抬升高度有高度的平方成反比，烟气抬升高度有时时可达烟囱本身可达烟囱本身高度的数倍，从而极高度的数倍，从而极显显著地降低了地面著地降低了地面污污染物的染物的浓浓度。度。n烟气抬升公式很多，烟气抬升公式很多，总总的来的来说说可以分可以分为为两大两大类类：一一类类是通是通过对过对抬升机理的研究而得到的理抬升机理的研究而得到的理论论公式，公式，另一另一类类是通是通过实验观测过实验观测得到的得到的经验经验公式。公式。具体具体见见教材教材65.五、多源模式五、多源模式在在预测预测多个多个污污染源（烟囱）染源（烟囱）对对一个接受点一个接受点的的环环境影响境影响时时，方法方法是是将接受点当作将接受点当作扩扩散坐散坐标标系的原点，系的原点，污污染源就可以在坐染源就可以在坐标标系上系上给给予确定，予确定，这样换变这样换变一下后，源就成了接受点。只要画出一下后，源就成了接受点。只要画出或想象有一条通或想象有一条通过过接受点指向上接受点指向上风风向的向的X X轴轴，并确定出各排放源并确定出各排放源对对此此X X轴轴的横向距离就能定的横向距离就能定出源与接受点之出源与接受点之间间的几何的几何图图形。形。则则接受点的接受点的总总浓浓度是源度是源1 1和源和源2 2排放排放污污染物的染物的浓浓度之和。度之和。计计算算公式仍按前面公式仍按前面孤立排放筒地面孤立排放筒地面浓浓度度预测预测公式公式，三个、四个源一三个、四个源一样样，进进行叠加。行叠加。66.六、面源模式六、面源模式n城市的家庭炉灶和低矮烟囱数量很大，城市的家庭炉灶和低矮烟囱数量很大，单单个排放个排放量很小，若按点源量很小，若按点源计计算，工作量很大，就可作面算，工作量很大，就可作面源源处处理。理。n对对一个大的面源，如要一个大的面源，如要计计算某一城市面源算某一城市面源对对某一某一个个评评价点的影响，可把它分成若干个价点的影响，可把它分成若干个单单元（小方元（小方格），所格），所谓谓网格化网格化，并，并进进行行编编目。先目。先计计算每个算每个单单元元对评对评价点的影响，然后价点的影响，然后进进行叠加，即行叠加，即为为整个面整个面源源对评对评价点的影响。价点的影响。n面源面源处处理的方法是：理的方法是：转转化化为为点源模式点源模式计计算算。n具体是：假具体是：假设设面源面源单单元与上元与上风风向某一点源（虚向某一点源（虚拟拟点源）造成的点源）造成的污污染等效，即当染等效，即当这这个虚个虚拟拟点源点源扩扩散散到面源到面源单单元元时时，正好是面源，正好是面源单单元的效果。元的效果。67.这样经这样经适当的适当的转变转变 (扩扩散参数散参数)，就，就可按点源（孤立排气筒模式）可按点源（孤立排气筒模式）处处理：理：这这就相当于在面源就相当于在面源单单元元处处有一个初始有一个初始扩扩散参数，用散参数，用 表示。若按表示。若按浓浓度分布呈正度分布呈正态态分布，又假分布，又假设设面源面源单单元元为为正方形，正方形，边边长为长为L L。则则 =（根据（根据L=4.3 L=4.3 ），），L L为为面源面源单单元元边长边长。由由 就可以求出虚就可以求出虚拟拟距离距离XyXy，由公式，由公式 =得出得出Xy=Xy=68.显显然然XyXy随大气随大气稳稳定度而定度而变变化，并把化，并把 确定确定为为X+XyX+Xy的函数（其中的函数（其中X X就是就是评评价点到价点到面源中心的距离），就能用点源模式面源中心的距离），就能用点源模式进进行行计计算。算。注意：注意：仍看作是仍看作是X X的函数。的函数。如如果果在在一一个个面面积积内内的的排排放放污污染染物物来来自自不不同同高高度度，这这个个变变化化能能够够用用近近似似求求得得。这这时时：HeHe应应是是排排放放源源的的平平均均有有效效高高度度，相似地：相似地：XzXz+XXzXz+X69.七、七、线线源模式源模式1 1、无限、无限线线源源对对于于连续连续排放（源排放