用伴随方程研究空气污染的优化控制

从一类常见的空气污染控制问题出发，推导了三维非平坦地形下大气平流扩散方程的伴随方程，利用伴随方程和原始方程的关系，对优化控制问题进行了等价变形，大大降低了计算量．文中指出，空气污染预报问题是正问题，适合用平流扩散原始方程求解；控制问题是反问题，用伴随方程求解是很自然的途径。     

热对流边界层厚度发展的试验研究

一、引言 热对流边界层即热混合层的高度限制了污染物垂直扩散的范围。因此,无论是大气质量的评价还是大气污染的预报,都需要进行混合层生消规律的研究。迄今对于空气污染的最大混合层高度已经能够预报,但用于时空分辨率较高的扩散估算还需进一步研究。如果用一个简化的方法能够对混合层的厚度随时间变化进行预报,将有一定的应用价值。基于上述设想,在Deardoff(1969)速率传速方程基础上,考虑Tennekes(1973)提出的混合层顶温度跃变,忽略水平平流、大     

热电厂温排水排海环境影响预测方法及应用

海滨城市热电厂（站）温排水废污染是热电厂（站）的主要水污染问题。以大连梁料厂自备电站为例，运用浅海潮 方程和平流扩散方程进行海域温度场预测，结果表明该热电站建成后，不会对周围海域产生热污染。     

酸性降水过程的气象分析

<正> 酸雨是空气污染的一种派生形式,它与气象条件间的关系是十分密切的。下面分三部分进行讨论: 1、产生酸雨的影响系统由于大气自然降水过程的化学性质受控于源所排放的不同物质及其不同的大气输送、扩散能力和对应的天气形势。所以分析各种不同的天气过程对加深了解形成酸性湿沉降过程的物理机制是很有必要的。因为大气中二氧化硫(SO_2)及其衍生物平流输送的平均高度为1200-1500米,故可用850毫巴(约1500米上空)天气系统来研究污染物质平流输送和酸云→酸雨的形成条件。为此目的,分析了各次降水过程前期850毫巴影响系统(见表1)。     

基于两种耦合方法的模拟-优化模型在地下水污染源识别中的对比

采用一种基于模拟-优化模型的方法对地下水污染源进行识别研究.模拟-优化模型分别采用响应矩阵法和状态转移方程法进行耦合,并利用遗传算法求解,经过多次迭代,使得模拟结果与观测数据的误差达到最小.最后,通过一个假想例子评估模拟-优化模型的性能,同时比较应用不同耦合方法的计算结果.研究表明:应用响应矩阵法耦合模拟-优化模型所得结果的绝对误差范围为0.1~1.6g/L,应用状态转移方程法时,绝对误差范围为0~5.2g/L,因此,采用遗传算法求解模拟-优化模型能够有效且准确地得到地下水污染源的释放量,可以应用于地下水污染源识别问题,并且采用响应矩阵法耦合模拟-优化模型优于状态转移方程法.     

城市间空气污染控制的马氏链模型

根据城市间空气污染物相互扩散和无后效性的特点,应用马尔可夫随机过程理论,先建立各城市污染物浓度状态转移方程,再由城市间污染物浓度状态形成一个吸收链。建立城市间污染物排放控制的马氏链模型。通过模型求解,得出了城市间空气污染物浓度达到国家排放标准的条件,最后应用数值计算软件MAT-LAB,编写了一个城市间空气污染控制的通用程序,它能在保证城市空气质量的前提下,快速准确地计算出控制区内各污染源污染物的最大允许排放量,这对环保部门进行城市空气污染物排放量控制工作具有实际意义。     

渤海水质控制模型研究 Ⅱ 潮余流长期输运模型

关于自然水域的污染扩散问题的数值研究,以往大多使用二维非定常模型。这些模型在近岸水域环境影响预测评价方面,得到广泛的应用。但是,输运问题的非定常解,往往初始条件难以设定,跟踪时间的长短也不好估计。特别在环境影响预测计算中初值更难确定。 排入海湾的各种污染成分在海水中的分布状况是在较长时期内逐渐形成的。在经历长期的演变过程之后,可以认为是处于一种定常状态,或者周期性变化的稳定状态。因而在考察污染物质的长期输运扩散效果的问题和对某种污染物对水体的长期影响的预测问题等方面,可以处理为定常问题。本文通过垂向平均二维输运方程在潮周期内求时间平均,导出了与时间变量t无关的定常形式的输运方程。采用SOR迭代方法对定常型方程进行数值求解。鉴于问题的物理背景,对平流项的有限差分采用“逆流”格式。这种差分格式使计算达到二阶精     

大连星海湾水质预测

建设马栏河污水处理厂是改善大连市南部沿海环境的重要措施。本文运用浅海潮波方程和平流扩散方程进行海域水质预测,结果表明：该污水处理厂建成后,星海湾海域水质将有很大好转,达到国家二级标准。     

环境数学

X11200602551解决应用到空气污染分散上的Langevin方程的一个可选择的数字方法=An alternative numerical ap-proachtosolvethe Langevin equation appliedto air pol-lution dispersion[刊,英]/Jonas C.Carvalho…∥Wa-ter,Air Soil Pollut..-2005,163(1/4).-103~118国图提出并测试了用于解决应用到空气污染上的三维随机Langevin方程的一个可选择的数字方法。该方法产生了一个一级微分方程,可以通过逐次逼近法或者Picard迭代法求得该方程的解。得到了Gaussian以及非Gaussian湍流的Langevin方程,分别考虑了湍流速度的Gaussia和双-Ga…     

青藏铁路羊八井一号隧道空气污染数值模拟

内燃机车排放的大气污染物是铁路隧道空气污染的主要来源,其污染特性受到排放源强、隧道内风速、扩散系数、初始浓度、边界浓度等诸多因素的影响。文章根据大气扩散方程建立了描述铁路隧道内空气污染物浓度分布的数学模式,提出了用有限体积法求解铁路隧道内空气质量方程的方法,并对影响隧道内空气污染物浓度分布的因数进行了灵敏度分析。结果显示内燃机车污染物排放源强和隧道内风速是影响铁路隧道内空气污染物浓度分布的关键因素,初始浓度和边界浓度的影响也较为显著,扩散系数的影响很小,在有风的情况下可以忽略。将模式应用于青藏铁路羊八井一号隧道内NOX污染规律的数值分析,模拟表明隧道内NOX浓度最大值出现在机车车头所在的位置,最大浓度为15.02 mg/m3。     

一般性问题

X501 200402036 用遗传算法优化工业污染源布局/刘峰…(中科院大气物理研究所)∥城市环境与城市生态/天津市环保局.-2003,16(6).-158-160 环图X-136 工业污染源的优化布局是复杂的以偏微分方程为约束条件的控制问题。遗传算法是一种近年     

空气污染气象指数在成都地区的适用性分析

文章利用2014-2018年常规气象观测资料、多种再分析资料以及空气污染资料,对成都市空气质量和气象条件进行了初步分析,对描述水平和垂直方向上扩散条件的滞留指数、通风系数、综合二者构建的空气污染扩散指数以及基于后向轨迹模拟PSCF贡献因子构建的描述污染物输送的空气污染输送指数进行了计算分析,结论如下:成都冬半年的污染物浓度较高,尤其在冬季的1月、2月和12月,冬半年气象条件不利于污染物的扩散。滞留指数、通风系数以及空气污染扩散指数与PM_(2.5)浓度均有一定的相关关系,空气污染扩散指数与PM_(2.5)浓度相关系数为0.303 1,高于滞留指数和通风系数的相关系数。四川盆地内部的气团对成都空气污染物的贡献较大,输送指数与成都PM_(2.5)浓度存在极强的正相关关系,对成都地区的污染预报预警业务存在一定的指导意义。     

水质模拟的线性系统法

引言长期以来对污染物在受纳水体中的输送和混合都是采用对流-扩散模型进行分析的。对流-扩散模型是根据质量守恒原理和菲克分子扩散定律表示的。对于具有紊流效应和速度变化的天然水体,使用相同的数学结构描述分子扩散过程仍然有效,而仅需要改用分散系数而不再使用扩散系数。典型物理水质模型是由二阶偏微分方程与表示模型的初值和边界条件的辅助方程组成的。要求解这些方程的解是非常困难的,除了这些模型据有特别的初值和边界条件外,还有这些模型的基本方程必须要用数值解法。     

环境空气动力学

X169 200501312 街道峡谷中汽车排放的CO气体扩散特性的数值模拟/陈朗…(北京理工大学爆炸灾害预防、控制国家重点实验室)//安全与环境学报/北京理工大学.-2004,4(4).-70-73 环图X-142 为了研究平行街道中汽车排放的污染气体扩散特性,本文采用RaNG k-ε湍流模型和污染气体扩散方程对几种不同结构的平行街道进行了二维数值模拟,得到厂峡谷内的流场和质量浓度场分布。结果表明,与单个街道峡谷相比,平行街道内污染气体扩散特性有很大不同,通过增加街道单侧建筑物的高度,可使污染气体容易扩散,减少污染气体在峡谷巾的聚集。图9参8 X169 200501313 基于高斯线源模式的主要尾气扩散模型综述/王文…(北京交通大学交通运输学院)//交通环保/     

污水厂二维沉淀池水流和悬浮物运动数值模拟

以典型城市污水处理厂平流矩形沉淀池速度和浓度分布计算为例,利用涡量-流函数法建立控制方程,并以有限差分法中的控制容积法对方程进行了离散,求出速度分布场后,利用二维浓度迁移方程对沉淀池浓度分布进行了计算.通过与实验数据的对比,验证了方法的有效性与可行性.另外还对沉淀池数值模拟的应用进行了初步探索.     

南通市一次连续空气污染过程的气象特征分析

文章对2005年11月22日至12月2日南通市及邻近地区出现的大范围、长时间连续空气污染过程的天气形势和主要气象要素进行了分析。结果表明：大型稳定性高压伴随而来的稳定层结和小风速，导致大气污染物难于扩散，是这次空气污染过程的主要原因；弱冷空气无法改变大气稳定层结，难于结束空气污染状态；随着强冷空气到来，大气环流形势改变，空气质量改善。     

三亚电厂温排水数值模拟

针对数值求解浅方程中的难点问题，运用嵌套方法模拟计算了三亚电厂附近海域潮流场。运用建立在对流扩散理论基础之上的输运扩散模型模拟了被动扩散过程，给出了三亚电厂温排水各个方案的温升场特征值。     

环境规划与环境管理

散方程出发,建立了一个与上述流场相应的浓度场预报模式。经与实测比较,该预报模式具有较好的可靠性和适用性。表2参7X32 9702075复杂地形空气污染预报模式的研究/张宝宁(河北科技大学环境工程系)..·//环境科学进展/中科院生态环境研究中心一1996,4(6)一57~63 环信X一4 依据一个同时包括地形、热力以及摩擦等因素在内的,能够较真实地反映复杂地形情况下,大气运动基本特征的近地层水平流场二维数值模式,将其扩展成三维模式。在此基础上,从平流扩X32 9702076全球工业界环境行为规范的新尺度一一15014。。。环境管理系列标准展望/鲍强(中国…     

兰州地区HCHs 的跨界面迁移与归趋

利用三级逸度模型估算了稳态假设下HCHs 的4 种异构体在兰州地区土壤、大气、水体及沉积物环境相中的迁移通量和浓度分布.结果表明,HCHs 的土壤浓度为0.799mg/kg,在数量级上与实测值吻合较好,其主要的迁移过程是土-气扩散、土壤侵蚀、水-气扩散,土壤中降解和大气平流输出是HCHs 从研究区域消失的主要途径.农业施用是该地区环境中HCHs 最主要的来源,最大的汇是土壤和水体(占环境中总量的99.8%).     

京津冀及周边民用散煤燃烧控制对北京市PM2.5的影响

为评估京津冀及周边“2+26”城市农村居民面源污染控制成效,揭示其对北京市秋冬季重污染天气PM_2.5污染的改善作用,及其对PM_2.5组分硫酸盐形成机制的影响,采用空气质量模型对北京市2018—2019年秋冬季5次重污染事件进行了模拟. 结果表明:①在“2+26”城市平原地区民用散煤削减90%的控制情景下,区域PM_2.5浓度最大值由324 μg/m3降至251 μg/m3,下降了23%. 北京市城区PM_2.5浓度由139 μg/m3降至124 μg/m3,下降了11%;同时,北京市城区SO₂、硫酸盐浓度分别降至6.2、14.9 μg/m3,分别下降了45%、24%. ②农村居民面源污染控制前北京市硫酸盐浓度的正贡献来源主要受水平平流输送过程影响,控制后水平平流输送过程仍起主导作用,但该过程在水平平流输送、垂直平流输送、水平扩散、垂直扩散这4个物理过程中的绝对重要性上升了2%;此外,农村居民面源污染控制后垂直扩散清除过程对硫酸盐浓度的贡献下降了33%,气溶胶二次转化过程的贡献下降了25%,但SO₂向硫酸盐转化的速率加快,其小时转化率上升了1.44%. ③ISAM源解析方法结果表明,控制情景下区域工业过程是影响北京市SO₂浓度的最主要行业源因素,平均贡献率为65%,硫酸盐工业过程源的平均贡献率为82%. 区域来源分析表明,北京市SO₂来源主要为外地源输送,硫酸盐主要来源与SO₂一致,其中河北省贡献较大,其对SO₂、硫酸盐的平均贡献率分别达43%、40%. 研究显示,控制情景下污染期间北京市PM_2.5污染改善,且污染物浓度、形成过程和来源贡献均发生明显变化.