大气污染物扩散模式报告ppt课件.ppt

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1、大气污染物扩散模式教学内容:1.湍流扩散的基本理论2.高斯扩散模式3.污染物浓度的估算方法4.特殊气象条件下的扩散模式5.城市及山区的扩散模式6.烟囱高度设计和厂址选择重点:高斯扩散模式，污染物浓度的估算，烟囱高度的设计教学目标:通过本节的内容的学习，使学生达到如下要求：（1）掌握高斯扩散模式理论（2）学会污染物浓度的估算（3）掌握烟囱高度的设计（4）熟悉厂址选择的程序第一节湍流扩散的基本理论扩散的要素风：平流输送为主，风大则湍流大湍流：扩散比分子扩散快105～106倍湍流的基本概念湍流——大气的无规则运动风速的脉动风向的摆动起因与两种形式热力：温度垂直分布不均（不稳

2、定）机械：垂直方向风速分布不均匀及地面粗糙度湍流扩散理论大气扩散的基本问题主要阐述湍流与烟流传播及湍流与物质浓度衰减的关系1.梯度输送理论类比于分子扩散，污染物的扩散速率与负浓度梯度成正比2.湍流统计理论泰勒－>图4-1，正态分布萨顿实用模式高斯模式：高斯在大量实测数据的基础上，应用湍流统计理论得到了正态分布假设下的扩散模式，即高斯模式，也是目前应用较广的模式第二节高斯扩散模式高斯模式的有关假定坐标系原点为高架点源排放点在地面的投影点，x轴正方向为平均风向，y为横风向，在水平面上垂直于x轴，z轴垂直于水平面xoy，向上为正向。四点假设a．污染物浓度在y、z风向上分布为

3、正态分布b．全部高度风速均匀稳定c．源强是连续均匀稳定的d．扩散中污染物是守恒的（不考虑转化）高斯扩散模式高斯扩散模式的坐标系无界空间连续点源扩散模式由正态分布假定，得下风向任一点的浓度分布方差的表达式由假定d源强积分式（单位时间物料守恒）高斯烟流的浓度分布高斯烟流中心线上的浓度分布高架连续点源扩散模式镜像全反射---->像源法实源：像源：高架连续点源扩散模式高架连续点源扩散模式颗粒物扩散模式粒径小于15μm的颗粒物可按气体扩散计算大于15μm的颗粒物：倾斜烟流模式地面反射系数第三节污染物浓度的估算q源强计算或实测平均风速多年的风速资料H有效烟囱高度、扩散参数1.烟气

4、抬升高度的计算初始动量：速度、内径烟温度－>浮力烟气抬升烟气抬升高度的计算抬升高度计算式（1）Holland公式：适用于中性大气条件（稳定时减小，不稳时增加10％～20％）Holland公式比较保守，特别在烟囱高、热释放率比较强的情况下烟气抬升高度的计算抬升高度计算式（续）（2）Briggs公式：适用不稳定及中性大气条件烟气抬升高度的计算（3）我国“制订地方大气污染物排放标准的技术方法”(GB/T13201-91)中的公式扩散参数的确定P－G曲线法P－G曲线Pasquill常规气象资料估算Gifford制成图表扩散参数的确定－P－G曲线法P－G曲线的应用根据常规资料确

5、定稳定度级别利用扩散参数确定水平和垂直方向上的标准差浓度估算扩散参数的确定中国国家标准方法稳定度的分类方法先按太阳角和云量确定太阳辐射等级，（见P96表4-5），再由辐射等级和地面风速确定稳定度级别（见P96表4-6）。扩散参数的选取（见P98表4-8）书中例4-1~4-4第四节特殊气象条件下的扩散模式主要指气象条件与高斯模式不一样（温度层结构均一，实际中难以实现）封闭型扩散模式相当于两镜面之间无穷次全反射实源和无穷多个虚源贡献之和n为反射次数，在地面和逆面实源在两个镜子里分别形成n个像封闭型扩散模式计算简化：熏烟型扩散模式假设：D换成hf（垂向均匀分布）；q只包括进

6、入混合层部分，则仍可用上面公式熏烟型扩散模式第五节城市及山区扩散模式城市大气扩散模式1.线源扩散模式城市大气扩散模式2.面源扩散模式大气排放规范里规定条件：烟囱高40m；单个排放量<0.04t/h城市大气扩散模式2.面源扩散模式（续）简化为点源的面源扩散模式（续）形心上风向距x0处有一虚拟点源，其烟流在形心处宽度正好与正方形宽度相等烟流宽度：中心线到浓度为中心处距离的两倍（正态分布：）确定、之后即可按点源计算面源浓度城市大气扩散模式2.面源扩散模式（续）窄烟流模式某点的污染物浓度主要取决于上风向面单元的源强，上风向两侧单元对其影响很小某点的污染物浓度主要由它所在的面单

7、元的源强决定常用城市空气质量模式箱模式单箱模式多箱模式——如目前用于我国城市空气污染指数预报的CAPPS模式城市多源模式如EPA推荐的ISC模式（IndustrialSourceComplexModel）光化学模式如EPA推荐的UAM－V（UrbanAirshedModel）模式线源模式如CALINE模式，用于计算公路的污染物排放山区扩散模式山区流场由于受到复杂地形的热力和动力因子影响，流场均匀和定常的假定难以成立对风向稳定、研究尺度不大、地形较为开阔及起伏不大的地区，浓度基本上遵循正态分布规律，只是扩散参数比平原地区大很多ERT模式高斯模式，只对