山体绕流和尾流区气态污染物输送扩散规律的研究

采用瞬时烟线仪与迪沙(DISA)热线风速仪相结合的方法探测了山体的绕流区和尾流区结构。试验结果表明,山体的绕流和尾流对低架源排放的气态污染物扩散影响甚大,山体绕流可改变烟流的地面浓度分布.结果还表明,我们所用的探测流向的方法较为有效和准确.     

激光探测烟羽抬升高度

利用红宝石激光雷达.探测了某发电厂所排放烟羽的抬升高度,并与几种有代表性的烟气抬升高度公式进行了分析比较.     

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。      

烟气湿烟羽产生机理、影响因素及其解决方法

简单介绍了人们对烟气湿烟羽的认识,阐述了燃煤电厂烟气湿烟羽的形成机理,并简单详细介绍了烟气湿烟羽的消除方式和烟气湿烟羽的影响因素,并展望了未来处理电厂湿烟羽的工艺技术。     

怠速时汽车污染物在排气尾流中扩散特性的数值分析

利用k-ε湍流模型对怠速条件下汽车排气污染物在排气尾流中的扩散特性进行了研究.汽车尾流中CO₂浓度变化规律的模拟计算结果与实测数据具有很好的一致性.数值分析了排气浓度、速度、方向以及侧风强度等对怠速条件下汽车污染物在排气尾流中扩散的影响.研究结果表明,排气出口污染物浓度的变化将改变排气尾流中污染物浓度的大小,但尾流扩散区域的结构基本保持不变;排气速度会直接影响到污染物在尾流下游的穿透距离及显著向上扩散的位置;相对排气浓度和排气速度而言,排气方向对尾流结构及污染物在尾流中的扩散与分布具有更大的影响;侧风对排气尾流的结构同样具有重要的影响,它可以有效地改变汽车排气尾流的扩散方向和污染物的浓度分布.     

应用分段烟羽模式估算秦山核电厂(二期)设计基准事故概率后果

采用天气取样技术和分段烟羽模式估算了秦山核电厂二期工程一旦发生设计基准事故，在半径８０ｋｍ评价区内可能造成的事故概率后果。天气取样采用分层取样技术，根据秦山二期厂址百米气象铁塔一年逐时气象观测数据取。持续时间长达３０天的事故释放采用分段烟羽模式由５个不同持续时间，不同释放量的烟段模拟；应用有效扩散参数概念以描述大气稳定度变化对扩散参数的影响，扩散参数采用厂址实测值。     

汽车尾气的初期扩散与扩散参数

通过风洞模拟实验,分析研究汽车尾流区的流场特性,确定了汽车机械扰动产生的尾气初期扩散范围,提出了一种考虑初期扩散影响的确定近距离扩散参数的简易方法。现场示踪实验和实测资料的验证表明,用该方法确定尾气扩散参数是可靠的。     

机动车尾流区CO2扩散特征的数值分析

为了研究车辆运动过程中尾流区排放污染物的扩散情况,通过CFD软件FLUENT 6.1.22TM中湍流模型和组分输运方程对单辆货车尾流区内的气流速度、湍流动能和排气管排放的CO2浓度的分布进行了模拟.通过模拟结果与风洞实验的数据对比验证了模拟结果的适用性.分析了车速,排气管出口温度和湍流动能对货车尾流区内CO2扩散过程的影响,结果表明,由于出口直径和流速相对较小,排气管射流对尾流区流场的影响不明显;在排气管出口处CO2的浓度梯度最大,且随着与车尾距离的增加浓度迅速减小;尾流区内CO2在x、y、z3个方向上的浓度变化速度均随车速的增加而增加;且在尾流区内相同位置处.车速越大CO2浓度越低;排气管出口与外部环境温差对污染物扩散的影响仅局限于距离车尾0.75倍车长范围内;湍流动能最大值出现在尾流区内,有利于CO2的稀释和扩散.     

燃煤电厂湿烟囱烟羽下洗治理研究及应用

为有效解决燃煤电厂烟囱烟羽下洗和顶口结冰问题,采用CFD流体仿真技术获得了烟羽下洗发生的条件和形式,模拟了排烟筒加高、挡风板设置、烟囱外筒壁面处理3种方案的治理效果。根据模拟结果优化了烟囱顶口结构,开发了DFG-SPD防烟羽下洗装置。应用效果表明:烟羽下洗现象得以消除,烟囱顶口结冰问题得到彻底解决。     

放射性物质污染及其防治

X591 X32 9803255应用分段烟羽模式估算秦山核电厂(二期)设计基准事故概率后果/胡二邦一(中国辐射防护研究院)//环境科学学报/中科院环委会一1998,18(2)一181一187环信X一9 采用天气取样技术和分段烟羽模式估算了秦山核电厂二期工程(2 x 600MW)一旦发生设计基准事故,在半径80km评价区内可能造成的事故概率后果。天气取样采用分层取样技术,根据秦山二期厂址百米气象铁塔一年逐时气象观测数据获取。持续时间长达30天的事故释放采用分段烟羽模式由5个不同持续时间、不同释放量的烟段模拟;应用有效扩散参数概念以描述大气稳定度变化对扩散参数…     

利用落球探测资料分析临近空间大气重力波

目的探究利用落球探测数据分析临近空间大气重力波特征的优势。方法基于中国首次进行的火箭落球实验过程中,雷达跟踪获得的落球位置信息,计算得到大气水平风场廓线,并利用最大熵法提取重力波参数。与此同时,基于TIMED/SABER卫星在对应时间以及位置上探测得到的温度廓线,利用最大熵法和S变换方法同样获得相应的重力波参数。针对两种方法获得的重力波参数进行对比分析。结果利用最大熵法对火箭探测得到的水平风场扰动廓线和卫星探测得到的温度扰动廓线进行分析,发现纬向风场中的主导重力波的垂直波长约为4 km左右,而经向风场主导重力波的波长集中在6.5 km左右,由温度扰动廓线提取出的主导重力波垂直波长集中在12 km左右。利用S变换再次对卫星探测得到的温度扰动廓线进行分析,重力波垂直波长仍集中于10～12 km左右。这表明从风场廓线和温度廓线中提取出的重力波垂直波长的差异主要是由于卫星探测数据的分辨率不足产生的。结论相比较卫星探测的温度廓线,火箭探测得到的风场廓线数据对重力波的分辨率更高,能够分辨出垂直波长更小的精细结构,具有重要的精度优势。     

河谷型城市风场及污染物扩散的CFD数值仿真

为研究河谷型城市地形及其引起的风场和污染物扩散的复杂问题,利用CFD（计算流体力学）方法和复杂地形网格生成技术,建立河谷型城市风场及大气污染分布的数值仿真模型,实现CFD方法在复杂地形空气运动和污染物扩散方面的应用.分别使用LES（large eddy simulation）模型和mixture模型研究兰州市地面风场特征和污染物扩散形态,计算得到的污染物分布结果与实测结果分布一致.结果表明:复杂地形对空气运动的影响很大,如风速因山体屏障作用会呈现带状分布特征,山体后侧易出现弱风区域;同时,风场会密切影响污染物扩散,决定了污染物扩散形态,如幅散能够影响污染物扩散范围及污染水平.而给定西北风条件下,如地面以上10 m、风速为5 m/s、不受地形阻挡情况下,工业区污染物浓度被稀释10倍,约扩散2.2 km;山体阻挡会抑制污染物纵向扩散,表现在山体阻挡情况下污染物稀释100倍时的扩散长度约为相对平坦区域的1/3.此外,不同的入口风向会引起空气运动与山体相互作用发生变化,进而会使得地面风速、局部风场存在差异,造成污染物扩散及分布形态差异.研究显示,CFD方法可行,模型可靠,可以用来研究地形对风场和污染物扩散的影响.      

Wind tunnel experiment of gas diffusion in stably stratified flow over a complex terrain

Wind tunnel experiments were conducted to investigate air flow and gas diffusion in neutrally and stably stratified flows over complex terrain, using a terrain model of Steptoe Butte in the U.S.A.The terrain model was made with an aluminium cast and cooled by using transistor thermo-modules in order to simulate a stably stratified flow over the complex terrain. The wind tunnel results for gas concentration were superposed by a computer using probability distributions for wind direction, wind velocity and atmospheric stability observed at Steptoe Butte, in order to compare the wind tunnel results with field data.Application of the superposition method provided better agreement with field data than the usual method without the superposition.     

MM5/CALMET模式系统在风能资源评估中的应用

论文建立了一个适用于区域性风能资源评估的数值模式系统,该系统由中尺度气象模式MM5和微尺度模块Calm et以及风能资源参数计算模块组成。运用该模式系统分别对代表我国沿海风能丰富区的江苏省沿海地区和复杂地形条件下的北部风能丰富区的甘肃省酒泉地区的风能资源进行1 km×1 km高分辨率的逐时模拟,并通过与模拟范围内测风塔观测资料的对比检验该模式系统对我国不同地形条件下的风能资源评估能力。对比结果表明该模式系统可以很好地模拟出这两个地区的风能资源分布情形,不仅各测风塔处的年平均风速模拟值与实测值较为接近,风向频率和风功率密度方向频率也与观测值较为吻合。总体来看,该模式系统对甘肃省酒泉地区的模拟值与实测值的对比结果要优于江苏省沿海地区的对比结果。因此,该模式系统可以用来对我国不同地形条件下的风能资源进行高分辨率的评估。同时通过分析这两个地区70 m高度处的年平均风速、年平均风功率密度、年有效小时数、年发电量的水平分布结果发现,江苏省沿海地区海面上风能资源比陆上沿岸区域丰富,且风能资源沿海岸线往南逐步增加;甘肃省酒泉地区中部的盆地区域由于受南北高山形成狭管效应的作用,风能资源非常丰富。     

Simulation analysis of environmental risk accident and management of high-sulfur gas field development in complex terrain

Environmental risk of high sulfur gas field exploitation has become one of the hot spots of environmental management studies. Severe gas H₂S blowout accidents in recent years have shown that poor understanding and estimates of the poisonous gas movement could lead to dangerous evacuation delays. It is important to evaluate the real concentration of H₂S, especially in complex terrain. Traditional experiential models are not valid in the case of rough terrain, especially in low-lying areas where the gas accumulates. This study, using high sulfur content gas field of Sichuan “Pu Guang gas field” as study object and adopting objective diagnosis of wind field of land following coordinate three dimensions, applied Lagrangian Puff Model and breaking up technique of puffs to simulate the H₂S diffusion condition of blowout accidents produced in the high sulfur content gas field of complex terrain area. The results showed that the H₂S distribution did not occur mainly in low wind direction, and due to the obstruction of the mountain’s body, it accumulated in front of mountain on produced turn over, flowed around submitted jumping type distribution. The mountain waist near the hilltop and low hollow river valley site rapture points simulating contrast showed that the higher the rapture point, the better the diffusing condition of pollutant, the distribution of risk sensitive point decided piping rupture environmental risk size combining the H₂S diffusion result and residential area dispersing in the study area, synthetic judge located in the high rapture point environmental risk was smaller than the low hollow point, thus it was suggested to carryout laying of lining build of equal high line of higher terrain. According to simulation results, the environmental risk management measures aimed at putting down adverse effects were worked out.     

Simulation of dispersion in moderately complex terrain—Part C. A dispersion model for operational use

An operational dispersion model for use in areas with complex terrain is presented. The model uses mean and turbulence quantities simulated with the fluid dynamic model presented in Part A. A large number of wind and turbulence fields are simulated with the fluid dynamic model. These simulations are put into a database and can be used in the calculations of dispersion with the operational model. To get relevant meteorological data for the model a Doppler sodar and a 10 m high mast with a temperature profile and wind and wind direction at one level are used. The model calculates a trajectory for the plume centerline from the simulated wind field, and approximates the concentration field with a bi-Gaussian distribution. For convective conditions the mixing height and the surface heat flux, used as input for the model, are being determined from the sodar measurements through relations related to the temperature structure parameter C_T² and the standard deviation of the vertical velocity. The horizontal and vertical standard deviations for the plume are determined by using the simulated turbulence quantities from the dynamic model and Eulerian velocity spectra. Simulations with the model is compared with dispersion measurements performed in an area in the southern Sweden, the Vänersborg-Trollhättan region. The geographical area is characterized by topographical features on the meso-γ-scale, i.e. 2–20 km. Thus there are forested hills, a relatively flat agricultural area and an extended lake area within the model domain. The terrain height relief is typically 80 m. The simulations show, in general, good agreement with the measured data both for unstable and stable stratifications.     

晋东南地区冬季PM2.5污染输送路径分析

利用2017~2019年晋城市和长治市冬季PM_2.5逐时浓度资料、地面风场数据等,结合HYSPLIT轨迹模型和中尺度数值模式WRFV4.2分析了晋东南地区冬季PM_2.5污染的特征和传输特点.结果表明,晋城市冬季PM_2.5污染程度高于长治市.受地形影响,晋城市地面盛行偏南风、偏北风和西北风,污染方向主要为偏南风和偏北风;长治市近地面盛行偏南风,该风向污染频率最高.影响晋城市和长治市污染的潜在源区主要分布在偏西、东北和东南方向,偏西气流来自陕西省中部,东北气流来自河北省西南部,东南气流来自河南省中东部.污染经过晋东南地区主要影响山西省中南部和北京南部.通过数值模拟流场,结合潜在源区和影响区域的分析结果,在均压场或高压后部的天气形势下,晋东南地区污染输送路径包括来自东北方向（河北省西南部一带）的气流,沿长治市东北部的滏口陉向晋东南地区输送污染物及沿太行山东麓向南在晋豫交界处的太行陉发生转折向晋东南地区输送污染物;来自东南方向（河南北部及东部）的气流输送和来自偏西方向（陕西中南部）的气流输送.污染物经过晋东南地区向北输送至山西省中南部,部分经过山西省中东部的井陉输送至北京南部.     

复杂地形机械湍流扩散的粒子随机行走模拟

应用粒子随机行走模拟方法模拟了高架点源在中性情况下在复杂地形上的排放,并将模拟结果与风洞实验进行了比较,二者能较好地吻合。虽然将该方法用于复杂地形大气扩散计算在技术上不存在什么困难,但是在确定模式基本参数等方面,还应该慎重考虑。      

Mesoscale meteorological modelling for Hong Kong-application of the MC2 model

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｉｓｐａｐｅｒｃｏｎｃｅｒｎｓｔｈｅａｄａｐｔａｔｉｏｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆａｍｅｓｏｓｃａｌｅｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌｍｏｄｅｌｆｏｒｇｅｎｅｒａｔｉｎｇｔｈｅｗｉｎｄｆｉｅｌｄｓａｎｄｏｔｈｅｒｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｆｏｒｆｕｔｕｒｅｓｔｕｄｉｅｓｏｆａｉｒｐｏｌｌｕｔｉｏｎｉｎｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｔｅｒｒａｉｎｏｆＨｏｎｇＫｏｎｇＳｐｅｃｉａｌＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｖｅＲｅｇｉｏｎ (ＨＫＳＡＲ) .Ｔｈｅｍａｉｎａｒｅａ…     

风浪作用下海岸区域的酸性污染物扩散

基于风浪和水流计算模型,综合考虑风浪作用的影响,建立了计算酸性污染物的输移扩散模型。通过计算三门湾海域在常浪向情况下四个时刻的污染物排放模式,将有无风浪影响的两者结果进行对比,初步分析了风浪作用下的酸性污染物扩散规律。结果认为:潮型、排放时刻、风浪等因素都会使酸性污染物的扩散面积与污染持续时间发生变化;并且在该方向风浪影响下,扩散面积与污染持续时间都有减小的趋势。