环境科学基础理论 环境空气动力学

X169200600618城市绿化对街道空气污染物扩散的影响/钟珂(东华大学环境科学与工程学院)…∥中国环境科学/中国环境科学学会.-2005,25(增刊).-6~9环图X-58X169200600619车辆排放物微粒大小分布演变的拉格朗日模型=ALagrangian model of the evolution of the particulatesize distribution of vehicular emissions[刊,英]/A.G.Clarke…∥Sci.Total Environ..-2004,334/335.-197~206国图微粒在大气中的分布预测与物理和化学转化有关,这影响微粒的大小分布和浓度,是非常重要的。本文报道了新的尺度拉格朗日模型的第一结果,它遵循微粒分布…     

环境系统学(环境系统工程)

X192 X831 9900077用于道路网络机动车污染的运算模型一An叩er-ational model for vehieular Pollution from a roadnetwork仁刊,英]/JariH泣rkonen…// Intern.J.Environ.and Pollut.一1997,8(3/6)一436一437 北图 文章简介了芬兰气象研究所开发的数学模型CAR一FMI。模型用于管理目的,预测道路网络中的污染扩散。它含有一排放模块、气象时间序列的处理、一大气扩散模块和浓度时间序列计算值的统计分析。扩散模块基于有限线源的高斯扩散方程;它允许风向与道路呈任意角度。还考虑了氮氧化物的化学转换。计算机程序已被商业化,有I义〕…     

Assessing the impact of air pollution sources in Hong Kong, a densely populated city

As the simple dispersion model tested is not sufficiently accurate to predict the SO2 concentration in complex terrain commonly encountered amongst high rise buildings in Hong Kong, and the lack of comprehensive local wind data at most sites prevents the use of more advanced dispersion model to assess the impact of major air pollutant sources, a receptor model approach is adopted for the apportionment of air pollution sources in Hong Kong. The preliminary results obtained are presented and discussed.     

福岛事故后放射性气溶胶理化模型的进展

2011年的福岛核事故导致大量放射性气溶胶进入了大气环境,事故等级达到国际核事件分级表的最高级7。为了追踪放射性物质的释放、扩散、沉积和与实际测量进行比较,多种数学模型被用于获取气溶胶的理化特性和动力学行为。文章综述了事故后放射性气溶胶理化模型的研究进展,包括气溶胶源项模型、输运模型、粒子沉积模型、电荷变化模型和人体可吸入颗粒模型等,涉及到气溶胶颗粒的形成、凝并、沉降与再悬浮等理化行为机理。模型的分析结果表明,福岛核事故释放的放射性气溶胶的粒子尺寸、活度、化学组成、电荷变化、滞留时间等理化性质依赖于形成模态而非常善变。     

空气污染过程的烟羽轨迹模型

本文提出了一种能在非稳定气象条件下,简单、准确地预测污染物浓度的大气质量模型。这种模型应用了高斯(Gaussian)烟羽方程,但具有与拉格朗日(Lagrangian)烟团模型一样广泛的适用性。其模型轴线由一系列连续的烟羽团表示。它的特性可通过与其它扩散模型的比较来评价。运用此模型与积风喷烟和欧拉(Eulerian)扩散模型对三个不同大城市区域(一个在日本两个在美国)模拟结果的比较表明,这种简单的抛射线烟羽模型,对复杂气象条件下(如发生在由海风过渡到陆风的转变期间)污染物扩散的模拟,其性能与其它两个更复杂的模型(即烟团模型和欧拉模型)一样好。     

3种常见拉格朗日大气污染扩散模型的理论与应用研究

拉格朗日扩散模型是目前常用的空气质量模型之一,对拉格朗日扩散模型在大气环境质量中的应用与研究的总结有助于进一步提高空气质量模型的预报水平,改善环境空气质量。对当前应用较多的3种拉格朗日扩散模型CALPUFF、HYSPLIT-4和TAPM进行归纳总结,介绍了3种模型的发展历程以及理论基础,概括了不同模型的验证情况与在不同情况下的应用结果,并对3种模型的局限与发展提出了建议。对不同拉格朗日扩散模型的总结研究,可以为环境污染物的预测模拟提供进一步的研究参考方向,并为环境工作者提供一定的参考。     

Numerical sim ulation of transport and transform ation of insecticide 1-(2-chlorobenzoyl)-3-(4-chlorophenyl) urea in unsaturated soil

A numerical simulation model of pesticide transport and transformation in unsaturated soil is presented in this paper．The model was developed under basic principles of movement of water and solute in soil under transient condition and overall consideration water flow：pesticide convection，diffusion, dispersion，sorption and degradation．The model was tested for the persistence and leaching of 1-(2-chlorobenzoyl)-3-(4-chlorophenyl)urea(CCU)using data from soil columns under laboratory conditions．The results of the test indicate that the modeling approach is simple and effective in describing movement and transformation of pesticides in soils．     

修正高斯扩散模型对机场污染物浓度预测影响

基于南京禄口国际机场监测位点的实地实时监测数据,采用ICAO的B类方法和FAA 一阶近似算法相结合的全新方法,计算了南京禄口国际机场的排放清单.后采用高斯过程回归的方法,预测了监测位点的污染物扩散浓度,并修正高空风参数优化高斯扩散模型提高监测位点污染物浓度的预测准确度.结果表明,航空器在LTO循环内运行产生的污染物中,...     

环境保护管理

环境规划与环境管理X32200702981预测加拿大安大略州汉密尔顿二氧化氮环境浓度的土地利用回归模型=Aland use regression model for predicting ambientconcentrations of nitrogen dioxide in Hamilton,Ontario,Canada[刊,英]/Talar Sahsuvaroglu…∥J.Air Waste Manag.Assoc..-2006,56(8).-1059~1069国图报道了预测加拿大安大略州汉密尔顿交通相关空气污染的城市内变化的土地利用回归(LUR)模型的开发,尽管土地利用回归模型越来越多地用于表征城市内的暴露梯度,但是目前的研究依然是检验该方法在工业化区域是否能够得到可靠的估算值.…     

旋流气浮工艺接触区气泡-颗粒碰撞理论研究

为了对旋流气浮过程中的动力学行为和气浮分离效率进行准确预测,在借鉴重力场下气泡-颗粒碰撞模型建立方法的基础上,考虑旋流气浮的特点,首次将表征流态的雷诺数引入到各种碰撞过程中,推导建立了旋流气浮接触区的气泡-颗粒碰撞效率模型.理论模型显示:低强度旋流气浮工艺中气泡-颗粒的各种碰撞效应主要与雷诺数、气泡和颗粒直径有关.当颗粒直径接近于分子直径时,即直径为1nm时,碰撞主要受扩散碰撞所控制;当颗粒在1~10nm之间时,碰撞主要受扩散碰撞和离心沉降效应的共同作用所控制;当颗粒在10nm~1μm时,碰撞主要受离心沉降效应所控制;当颗粒大于1μm时,碰撞将受截留效应、离心沉降效应和惯性效应联合作用.该模型能够准确预测旋流气浮过程中的动力学行为和分离效率,为旋流气浮工艺的实际应用提供一定的理论依据.     

基于高斯线源模式的主要尾气扩散模型综述

机动车排放污染扩散模式口可分为高斯模式、经验模式、数值模拟模式和箱式模式。而目前世界各国环保部门推荐应用于污染浓度预测的模式大多属于高斯扩散模式。主要介绍了基于高斯模式的几个主要扩散模型，并比较了它们的优劣，指出开发新模犁需解决的问题。     

Effects of building aspect ratio, diurnal heating scenario, and wind speed on reactive pollutant dispersion in urban street canyons

A photochemistry coupled computational fluid dynamics (CFD) based numerical model has been developed to model the reactive pollutant dispersion within urban street canyons, particularly integrating the interrelationship among diurnal heating scenario (solar radiation affections in nighttime, daytime, and sun-rise/set), wind speed, building aspect ratio (building-height-to-street-width), and dispersion of reactive gases, specifically nitric oxide (NO), nitrogen dioxide (NO₂) and ozone (O₃) such that a higher standard of air quality in metropolitan cities can be achieved. Validation has been done with both experimental and numerical results on flow and temperature fields in a street canyon with bottom heating, which justifies the accuracy of the current model. The model was applied to idealized street canyons of different aspect ratios from 0.5 to 8 with two different ambient wind speeds under different diurnal heating scenarios to estimate the influences of different aforementioned parameters on the chemical evolution of NO, NO₂ and O₃. Detailed analyses of vertical profiles of pollutant concentrations showed that different diurnal heating scenarios could substantially affect the reactive gases exchange between the street canyon and air aloft, followed by respective dispersion and reaction. Higher building aspect ratio and stronger ambient wind speed were revealed to be, in general, responsible for enhanced entrainment of O₃ concentrations into the street canyons along windward walls under all diurnal heating scenarios. Comparatively, particular attention can be paid on the windward wall heating and nighttime uniform surface heating scenarios.     

随机应用下的锂离子电池剩余寿命预测

目的为模拟海洋工程与水下科考装备电池的真实使用情况,进行随机电流放电下的锂离子电池老化实验,通过高斯过程回归模型进行电池剩余寿命预测。方法从数据驱动方法中选取具备不确定性表达能力的高斯过程回归模型,选定核函数后通过训练数据来优化超参数建立预测模型。用随机应用下的电池充放电循环实验数据验证预测结果。结果与SE核函数相比,基于Matern核函数的模型预测效果更优。训练数据越多,预测起始点越大,模型预测绝对误差越小、MAPE与RMSE值更低。对两种不同实验温度、不同随机电流放电模式下的三组电池,模型预测绝对误差大多在40 cycle内,MAPE与RMSE值分别低于0.06、0.09,均能实现准确剩余寿命预测。结论对于随机应用下的锂离子电池剩余寿命预测,高斯过程回归模型具备高精度与适用性。     

改性泥炭-树脂颗粒对水溶液中酸性橙Ⅱ的吸附

通过批量实验研究了改性泥炭-树脂颗粒对水溶液中酸性橙Ⅱ的吸附特性.Langmuir和Freundlich吸附等温方程被用于分析吸附等温数据,准一级动力学模型、准二级动力学模型和颗粒扩散模型被用于吸附动力学实验数据分析.结果表明,改性泥炭-树脂颗粒对水溶液中酸性橙Ⅱ的吸附过程符合Langmuir和Freundlich吸附等温方程,最大吸附量达到71.43 mg·g^-1;颗粒扩散模型能够很好地描述改性泥炭-树脂颗粒对水溶液中酸性橙Ⅱ的吸附动力学过程,水溶液中染料的初始浓度、颗粒直径、颗粒量及搅拌速度对吸附速率均产生一定的影响.改性泥炭-树脂颗粒对水溶液中酸性橙Ⅱ的吸附作用主要发生在颗粒的外表面.     

风蚀性粒子降尘浓度的动力学预报模式

为探求开放源露天煤尘在自然风力作用下的扩散情况,本研究采用空气动力学的数值计算方法,以离散相拉格朗日随机轨道为计算模型,预测了原煤、大矿、水洗和精煤4类煤种料堆的降尘浓度分布,并采用风洞试验对结果进行了对比验证.结果表明:动力学模式对风蚀粒子的预报误差在±25%,其中原煤种的预报度最高,误差10%.动力学模式与高斯沉降模式相比,高斯模式对尘源处的降尘浓度预报误差过大,动力学预报模式是基于颗粒群的运动轨迹的行为预报,能准确地描述粗大颗粒的跃移运动状态,对于满足Rosin-Rammler粒径分布的固体粒子降尘浓度的预报良好.     

海洋倾废中悬浮颗粒的初始沉积

从对流-扩散理论出发,给出了海洋倾废中悬浮颗粒在海底初始沉积的预测模型。利用这一模型,对北黄海V号试验倾废区碱渣倾倒中悬浮颗粒的初始沉积分布进行了预测,预测结果表明,海洋倾废中悬浮颗粒的初始沉积范围随倾倒时间的不同而变化,且悬浮颗粒的最大沉积量产生在离倾倒点特定距离处。     

造纸废水处理过程的高斯过程回归软测量建模

针对造纸废水处理系统的时变性、非线性和复杂性等特点,本文提出一种基于高斯过程回归的软测量模型.基于平方指数协方差、线性协方差和周期性协方差函数组合构建了7种高斯过程回归模型,分别对出水化学需氧量和出水悬浮固形物浓度进行回归预测.此外,还对比了多元线性回归模型、主成分回归模型、偏最小二乘模型、人工神经网络模型和高斯回归模型的预测效果.对比计算结果表明无论是对输出变量的训练拟合还是预测,高斯过程回归模型的拟合效果均优于非高斯过程回归模型.高斯过程回归模型的预测结果表明：对于出水化学需氧量,线性协方差函数与周期性协方差函数的组合模型可以取得最好的预测结果;对于出水悬浮固形物,平方指数协方差函数与线性协方差函数组合模型可以取得最好的预测结果.     

Numerical study of the effects of local atmospheric circulations on a pollution event over Beijing-Tianjin-Hebei, China

Currently, the Chinese central government is considering plans to build a trilateral economic sphere in the Bohai Bay area, including Beijing, Tianjin and Hebei(BTH), where haze pollution frequently occurs. To achieve sustainable development, it is necessary to understand the physical mechanism of the haze pollution there. Therefore, the pollutant transport mechanisms of a haze event over the BTH region from 23 to 24 September 2011 were studied using the Weather Research and Forecasting model and the FLEXible-PARTicle dispersion model to understand the effects of the local atmospheric circulations and atmospheric boundary layer structure. Results suggested that the penetration by sea-breeze could strengthen the vertical dispersion by lifting up the planetary boundary layer height(PBLH) and carry the local pollutants to the downstream areas; in the early night, two elevated pollution layers(EPLs) may be generated over the mountain areas: the pollutants in the upper EPL at the altitude of 2–2.5 km were favored to disperse by long-range transport, while the lower EPL at the altitude of 1 km may serve as a reservoir, and the pollutants there could be transported downward and contribute to the surface air pollution.The intensity of the sea–land and mountain–valley breeze circulations played an important role in the vertical transport and distribution of pollutants. It was also found that the diurnal evolution of the PBLH is important for the vertical dispersion of the pollutants,which is strongly affected by the local atmospheric circulations and the distribution of urban areas.     

图们江下游城市大气环境承受力及其对该区域经济发展制约关系的研究

本文采用权重系数概念，通过计算污染因子物权重系数Ｗｉ判断图门江下游城市大气环境污染特征是典型的煤烟型大气污染。作为的的诞吉、图们、珲春和龙井四市用虚点源的高斯扩散模型计算了１９９３年四市的地面年平均ＳＯ２浓度，分别为０．０３４，０．０２８、０．０４３和０．１２４（ｍｇ／ｍ＾３）。利用点源高斯扩散模型计算了珲春发电厂对珲春市地面ＳＯ２的年贡献为：０．００１２。用排放系数法和高斯扩散模型预测了目标年－     

我国南方某填埋场作业面氨气释放和扩散规律分析

为了研究氨气对填埋场周边环境的影响,采用现场静态箱试验测试了杭州市某填埋场作业面氨气的释放速率.把静态箱方法得到的氨气释放通量作为Calpuff模型及高斯模型释放源强,对填埋场中氨气的扩散进行了模拟,并将两种方法得出的氨气扩散范围进行了比较.结果表明:研究区由于气温等原因,氨气释放通量8月最强,1月最弱,两者相差达4倍.Calpuff模拟结果表明源强越大,最终扩散距离越远,且氨气浓度在距作业面300~600 m处达到最大.高斯模型模拟结果表明,该地区大气稳定度较稳定条件下(E级)更有利于氨气的扩散;风速越大,氨气在扩散过程中越易被稀释,最终扩散影响距离越短.大气稳定度为E级条件下,Calpuff模型得出影响距离是高斯模型结果的1.16~1.69倍,高斯模型相对于Calpuff模型低估了该地区氨气扩散的能力.该现场试验和模型模拟的结果对填埋场臭气控制具有重要的指导意义.