倾斜烟羽模式最大地面浓度及其出现距离的计算方法

通过数学模型分析导出倾斜烟羽模式最大地面浓度出现距离的数学方程，采用对分区间法求出方程的根，并计算出相应的最大地面浓度，提出了倾斜烟羽模式最大地面浓度及其出现距离的一种计算方法。     

烟羽进入内边界层时的扩散

当风从海上吹向陆地,或从农村吹向城市时,下垫面粗糙度迅速变化,并形成一个内边界层(IBL),严重影响烟羽的扩散。本文提出了一个烟羽进入IBL时的动态模式,将扩散过程分为三阶段:(1)进入之前;(2)进入时;(3)进入之后。还提出了烟羽进入IBL时扩散的方差微分方程。该理论模式计算的结果与野外调研和风洞试验十分一致,即在烟羽进入IBL时扩散参数σ₂发生了跳跃。      

铅大气污染物环境保护标准限值研究

铅因其对公众健康的影响,其大气污染物标准限值的合理性倍受关注.论文对比分析了国内外铅大气污染物环境质量与排放标准,通过计算提出基于保护环境空气质量的排放标准理论限值及建议限值.分析发现,目前国际上铅环境空气质量标准浓度限值为0.00015～0.0015 mg·m~(-3),但多采用世界卫生组织(WHO)的年均浓度限值0.0005 mg·m~(-3);建议我国今后修订标准时对铅年均浓度和季均浓度限值进一步加严.与发达国家相比,我国铅环境空气质量季均浓度限值水平已显落后;国际上目前各类排放源铅大气污染物排放浓度限值在0.04～2 mg·m~(-3)之间,金属冶炼源等主要源的排放浓度限值在1～2 mg·m~(-3),其他排放源均在0.5 mg·m~(-3)以下;我国铅、锌熔炼源正在执行的排放浓度限值(8 mg·m~(-3))较为宽松,而其他源的铅大气排放浓度限值与国际上的限值基本一致.通过计算认为,保护公众健康的铅大气污染物的理论排放限值为1.2～2.4 mg·m~(-3).考虑到我国的经济技术水平,建议铅、锌熔炼源的铅大气污染物新建企业排放浓度限值为2 mg·m~(-3);其他源的新建企业排放浓度建议限值为0.5 mg·m~(-3).经过过渡期,现有企业应达到新建企业的排放控制要求.铅的企业边界浓度排放限值是保护企业边界附近公众健康的有效屏障,但鉴于铅的污染特性,对于具体建设项目应加强环评力度,提出更具体明确的排放控制要求,并加强对企业周边环境敏感点的环境监测等,采取综合措施保护公众健康.     

山体对烟羽弥散影响的一种数值模拟方法

本文对山地和丘陵地区中烟羽浓度扩散分布的计算提出一种方法,该方法引用浓度方程的分析解,通过对山地绕流数值计算速度势和流函数,可较简易地求得烟羽浓度分布。作为算例,文中对中条山某工厂烟囟排放的SO2,预测了它在各种风速时被输运扩敢的浓度分布。      

P值法在城市SO2浓度预测中的应用

1 问题的提出 SO_2在某区域(可以是城区或郊区,也可以是城区的某个区域)中某点的地面浓度,是由一定数目的高架点源及面源造成的浓度贡献之和。而用于单点源的高斯(Gaussian)烟羽模型从时空分布上都不适应区域性(如城市规模)宏观预测的需要,而且计算量大,要求参数多,这些参数大多需要大量实验获     

杭州市机动车NO_x排放清单的建立及其对空气质量的影响

以杭州市主城区为例,对车辆信息(包括车流量和车辆构成、车辆控制技术水平、车辆行驶工况、车辆启动分布等)进行了调研和测试,并根据IVE模型计算了机动车NOx的排放清单.结果表明,2004年杭州市主城区机动车NOx排放总量为25 100 t,其中,轻型客车、出租车、公交车、重型货车和轻型货车的年排放量分别为5 800,1 100,7 300,9 200和1 700 t.在此基础上,通过AERMOD模型模拟了城市机动车源NOx年均质量浓度以及城市空气中总的NOx年均质量浓度空间分布,得出机动车排放的NOx对总的NOx年均质量浓度的贡献率为40.91%,并对贡献率的空间分布进行了分析.     

雾对SO_2烟羽清除作用的研究

在雾稳定的条件下,研究了雾滴穿过SO_2烟羽沉降到地面的过程中吸收、析解以及酸化等过程。结果表明,雾对烟羽中SO_2的清除具有某些奇特的现象。即仅在离源较远的区域才表现出有限的清除作用:而在近源区,主要以析解为主,使源附近地面SO_2浓度增加,高架源成了低架源。雾滴在地面附近的这种析解作用,是造成雾天污染物浓度高的重要原因之一。     

WRF-Fluent耦合模式的构建及其对城市大气扩散的精细化模拟

为了准确刻画城市环境中的复杂建筑结构对大气运动和污染物输送及扩散过程的影响,结合中尺度模式WRF和微尺度模式Fluent构建了单向耦合的WRF-Fluent模式,并将其应用于榆中县城区高架源排放情景下大气扩散的模拟研究.基于城市气象/示踪外场试验期间获取的气象数据对WRF模式的模拟性能进行验证,发现WRF能够为Fluent提供比较准确的随时间变化的气象驱动场.在此基础上,将榆中县城区三维几何模型嵌入到WRF-Fluent中,对城区内的流场及污染烟羽的时空演变过程进行精细化模拟,并将模拟结果与实测示踪物浓度数据进行比对.结果显示,WRF-Fluent模式可以很好地描述城区内的复杂三维风场结构以及污染烟羽随时间的动态变化特征,而且模拟的地面和城市冠层顶浓度最大值基本位于观测值的0.3~3倍之内,这表明构建的WRF-Fluent模式具有较好的模拟性能,可作为一种有效的工具应用于实际城市规划和空气质量改善以及环境风险评估等方面的研究.     

烟羽消白技术在40 t/h燃煤工业锅炉上的应用

以某供热中心2×40 t/h燃煤工业锅炉烟羽消白改造项目为例,介绍了烟羽消白的技术原理和发展现状,分析了"喷淋冷凝+烟气-蒸汽换热"烟羽消白系统的运行效果。结果表明:烟气冷凝温度为30～42℃,烟气湿度为4.5%～7%,出口烟气温度大于80℃;烟气的粉尘排放浓度由10 mg/Nm~3降至4 mg/Nm~3,协同除尘效率为60%;烟气SO_2平均排放浓度为19.4 mg/Nm~3左右,协同脱硫效率为35%;该系统运行稳定,烟气排放参数达到了超低排放标准要求(烟尘≤10 mg/Nm~3、SO_2≤35 mg/Nm~3、NOX≤50 mg/Nm~3),满足烟羽消白技术的设计要求。     

山体尾流对烟羽扩散影响的风洞实验

本文以中性模拟的相似参数为判据,用四种不同的方法探测组合山体的流场.根据探测结果,探讨了尾流的结构并进行了较细致的区划.指出复杂地形的摩擦速度(u~*)在近地层不为常数.文中还讨论了尾流中扩散参数的变化及烟羽轴线下倾角分布,指出用修正的高斯烟羽模式描述尾流浓度场的可行性.风洞的实验结果与现场实验结果基本一致.     

汽车排放污染物浓度的预测

为了预测汽车排放污染物的浓度,应用简化的高斯烟团模式得到静风条件下的线源扩散预测模式。并结合高斯烟流扩散模式,建立了预测汽车污染物在任意风向下和年平均浓度的预测模式,考虑车道上存在车辆行驶的强烈机械扰动湍流和把繁忙的公路视为线源两个因素,提出了计算初始扩散参数的方法。然后,运用Turner和Pasquill扩散参数,建立了线源扩散参数的确定方法。该模式应用于预测高速公路沿途汽车污染物的浓度表明,计算值与监测值吻合较好,可用于我国公路环境影响的评价。     

杭州市大气NOx来源及控制对策研究

采用定常高斯模式和Thlong程序建立NOx污染源强与大气NOx浓度间定量响应数值模型,计算了点源、面源和流动源等各类污染源对杭州市区各关心点NOx的平均贡献率,分别约为17%,17%和66%,其中市区机动车尾气贡献率高达50%左右,是首先要控制的污染源.同时提出NOx排放削减方案及实施后大气NOx质量改善状况,为环保管理部门削减NOx污染源提出供决策参考.     

杭州市大气NOx来源及控制对策研究

采用定常高斯模式和Thlong程序建立NOx污染源强与大气NOx浓度间定量响应数值模型，计算了点源，面源和流动源等各类的污染源对杭州市区各关心点NOx的平均贡献率，分别约为17％，17％和66％，其中市区机动车尾气贡献率高达50％左右，是首先要控制的污染源。同时提出NOx排放削减方案及实施后大气NOx质量改善状况，为环保管理部门削减NO x污染源提出供决策参考。     

Evaluation of a model for hourly spatial concentration distributions

A time-dependent finite difference model in three levels combined with a puff model to account for subgrid effects close to single sources was used to calculate hour-to-hour concentration distributions. Measurements from several selected stations were used to account from time variation in background concentrations. For each hour, weight was given to observed values in areas that were not influenced by local sources.Results of concentration calculations based on hourly data on emission and dispersion are validated by measured time series of SO₂ and NO_x at five stations. A combination of hourly nephelometer readings and 12-h measurements of small particles at three stations are compared with calculated values.Hourly observed and calculated values from two periods (3 January–15 March 1988 and 18 April–24 June 1988) were used for the evaluation of the model for calculating hourly pollution concentrations in each square kilometre. The results showed that prediction of short-term average concentrations (e.g. hourly data) are usually poorly correlated with observations at the same time and location. Slight displacement errors may cause point-to-point correlation to be poor as a result of errors in input data.The pattern of NO_x concentration variation with time was reproduced well at all stations. A subgrid model taking into account the influence of nearby roads would probably improved the model for NO_x at some stations. For SO₂ and small particles, industrial sources have the dominant influence and the correspondence between observed and calculated values were improved by taking into account spatial uncertainty and an hourly variation in background concentrations.     

太行山两侧污染物传输对横谷城市气溶胶的影响分析

利用2017~2019年太行山横谷城市阳泉PM₁₀和PM_2.5逐时浓度资料和对应时刻风速风向数据,结合HYSPLIT后向轨迹模型通过聚类分析、潜在源贡献因子和浓度权重轨迹方法分析了横谷城市气流输送特征及对阳泉市气溶胶的影响,并进一步探讨了太行山两侧大气污染物的交换特征.阳泉市气溶胶日变化为单峰单谷型,冬季最高值出现在10：00~11：00,其他季节多在09：00,最小值均在15：00~16：00;月际变化呈1月最高、8月最低.受横谷地形影响,地面风向以偏东风和偏西风频率最高;除小风天气外,春秋季偏西风引起的沙尘天气和冬季偏东风输送也会引起阳泉气溶胶浓度升高;后向轨迹结合污染特征显示,各季节污染轨迹占比为春季26.2%、秋季36.4%和冬季33.7%,主要分布在阳泉的西南和东南区域,冬季在东北区域也有分布;山脉两侧均存在显著的细颗粒物传输,而起源或途经太行山西侧的轨迹粗颗粒物输送亦相对较多;污染轨迹中偏西气流输送对PM₁₀超标率影响更大,偏东气流则主要影响PM_2.5的超标率.不同季节阳泉市气溶胶主要污染潜在源区存在差异,春季为西南和东南两区域;秋季为西南及偏南区域,冬季主要位于偏南和偏东方向区域,山西东南部及与河南北部交界区域是主要的污染贡献源区,太行山两侧通过井陉通道进行大气污染物的相互传输过程显著,其中东向西的PM_2.5传输影响更显著.     

Regional diffusion model on estimating long-term average concentration of atmospheric pollutants

This article, based on the Gaussian Model, concerns a model which is not an explicit function of source parameters (Q, ΔH). The equation model shows that the long-term average concentration (LTAC) distribution is positively related to the instantaneous concentration distribution in the long-term mean wind speed. The meteorological factors affecting LTAC have been considered by the model, meanwhile, the way of obtaining these factors is much easier than that of the joint frequency table, which is used widely. Finally, a useful example is given to predict the long-term air pollution level using this model.     

飞机LTO排放影响评估耦合模型研究与应用

民航飞机在LTO起降阶段的飞行中,发动机污染物排放的源强和空间位置是动态的.为准确定量评估其影响,构建了飞机LTO污染排放影响评估耦合模型.首先利用飞行动力学模型,模拟飞机LTO飞行轨迹,并获得轨迹中每一位置点的性能参数（实时燃油流量）;再通过排放计算模型,确定每一位置点的污染物排放量（源强）;在此基础上,基于拉格朗日烟团模型,针对飞机烟团排气特点进行修正,实现污染扩散模拟.最后采集了一架典型飞机在一个完整LTO飞行过程中的机载数据,结合实时气象参数,进行了实例应用研究.结果显示.在LTO过程中NO_x、SO₂、CO、PM和HC的平均排放速率分别为17.71、2.21、1.05、0.20和0.03g/s;飞机在起飞离地时刻,烟团扩散范围集中于跑道附近及侧向300m、纵向3000m范围内,NO_x地面最大浓度超过100mg/m³;当飞机爬升至混合层顶完成起飞时,地面污染物扩散至侧向1200m范围,NO_x浓度降至298.5μg/m³,依然较为严重,其他污染物地面浓度相对较低_.     

A surface-layer similarity model for the dispersion of a skewed passive puff near the ground

A model for the dispersion of a passive puff near the ground is developed. The model is based on the Monin-Obukhov similarity theory for the atmospheric surface layer, which is used to specify eddy diffusivities and the wind speed profile. Starting from the diffusion equation in a puff-following coordinate-system, rate equations are derived for the standard deviations of the concentration distribution and for its skewness. Approximate solutions are obtained for the shape of the concentration distribution and for the puff velocity.     

Regional air quality prediction models using the knowledge-based system approach

Ｒｅｇｉｏｎａｌａｉｒｑｕａｌｉｔｙｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｓｕｓｉｎｇｔｈｅｋｎｏｗｌｅｄｇｅ－ｂａｓｅｄｓｙｓｔｅｍａｐｐｒｏａｃｈＤｕＭｉｎ；ＢａｉＮａｉｂｉｎ；ＹａｏＧｕｉａｎ（ＲｅｓｅａｒｃｈｃｅｎｔｅｒｆｏｒＥｃｏ－Ｅｎｖｉｒｏｎｍ...     

2008～2018年武汉市BC气溶胶时间演变特征及其来源分析

黑碳(BC)作为最重要的吸收性气溶胶,其辐射强迫显著地改变大气边界层结构和近地面大气污染物的累积。基于2008～2018年武汉市BC和气象要素的观测数据,结合CWT潜在来源模型,分析了BC的时间演变特征和潜在来源分布。结果表明武汉BC平均质量浓度为6 926.4±4 090.6 ng/m³,Ångström指数(AAE)和液体燃料源对BC贡献占比(P)的平均值分别为0.98±0.44和76.6%,BC主要来自液体燃料的燃烧。2014～2017年BC质量浓度呈现显著的下降趋势,液体燃料对BC的贡献逐年增加。BC的季节分布为冬季(8 537.3 ng/m³)>春季(7 513.2 ng/m³)>秋季(6 820.2 ng/m³)>夏季(6 161.9 ng/m³),BC_liquid占比为秋季(80.0%)>冬季(77.3%)>春季(76.2%) >夏季(72.9%)。不同季节BC日变化特征不同。四个季节BC日变化在2008～2013年均以单峰型分布为主,而在2016～2017年则为双峰型分布。不同季节BC的潜在来源分布存在显著区别。潜在来源高值区在2008～2010年主要分布于武汉市的西南部,范围较小;而2016～2017年主要集中在武汉市周边地区,范围变大。潜在源区的演变反映了周边城市群对武汉市BC的影响逐渐变大,这可能是造成武汉市BC质量浓度日变化的年际差异的原因。