气体污染物扩散浓度的非稳定过程

本文从气体扩散方程近似解析解,讨论了扩散浓度的非稳定过程和计算公式。在分析影响浓度达到稳定的各种因素的基础上,对解析解作了一定的简化,并得出适用于计算稳定和非稳定状态过程扩散浓度的统一公式。      

化学质量平衡法在水体污染物源解析中的应用

化学质量平衡法（ＣＭＢ）是大气污染物源解析的主要方法之一。本实验模拟静肪水全点源恒流排放的条件,各污染物在水中的扩散行为,建立扩散经验模型来验证化学质量平衡法是否适用于水全污染物的源解析。做污染物浓度－距离曲线可预测各污染物的扩散行为;由同一污染源中污染物扩散方程的比较来确定污染源“成分谱”随扩散过程的变化,再由受体的污染物浓度便可求出每一污染源对该受体的贡献度,除极个别点外,污染物浓度实验值与预     

基于地下水补给的河流水环境容量计算方法研究

受污染地下水以基流的形式渗入地表水,对其水环境容量产生了影响.文章在地下水连续补给下忽略弥散的一维稳态水质模型解析解的基础上,提出了地下水连续补给下河流水环境容量的计算方法.同时,推导出了水环境容量与地下水污染物浓度、补给强度的关系式以及临界地下水污染物浓度计算公式,最后通过案例检验了公式的实用性和正确性.研究认为:临...     

水库水质预测的解析计算

通过对水库恒定时间连续污染源输移扩散特征的分析 ,在其简化条件下求得一维水质模型方程的解析解。结合河道型水库断面几何参数的沿程变化规律 ,给出了 2座水库沿程BOD5浓度分布 ,并分别将解析计算结果与相应水库的一维水质数值模型预测值进行比较 ,沿程BOD5浓度分布吻合良好。 更多还原      

污染源对建筑小区影响的数值模拟

采用二维RNG k-ε湍流模型,通过模拟不同位置污染源和建筑物不同规划位置,研究了单栋建筑物和双排多建筑物情况下,污染源对建筑物或建筑群的影响,得到了相应的污染物浓度分布.研究发现:污染物的迁移扩散是由建筑物周围的风速场及湍流扩散系数分布确定的,并且污染物在建筑群中的浓度分布与建筑群中各建筑物的分布位置密切相关.在考虑当地主要气象条件下,通过合理安排建筑群中各建筑物的位置,可以有效地减少建筑群内污染物高浓度的影响区域,避免污染物积聚死角.同时,优化污染源的位置也可以达到减少建筑群内污染物高浓度的影响区域.将污染源放置在高速风道上,其污染范围小,利于污染物迁离小区;反之,污染范围大,不利于污染物迁离.      

大气污染控制有效性的评估模型及应用

基于小波分析理论及BP神经网络,建立了大气污染控制有效性的评估模型.利用该模型解析天津市污染源排放及气象因素对大气污染物环境浓度的影响.结果表明,SO2浓度波动主要由污染源的季节变化引起,与天气过程有关的短期波动也不容忽视;而PM10浓度波动主要由污染源排放及气象条件的短期变化引起.2002~2003年的气象条件总体上不利于大气扩散,使SO2日均浓度长期分量增加约为3μg/m3;而2004年的气象条件有利于大气扩散,使SO2日均浓度长期分量减小约为5μg/m3.PM10日均浓度长期分量也有类似的规律,2002~2003年的不利气象条件使PM10日均浓度长期分量增高更显著,约为10μg/m3.     

室外空气污染对室内空气质量的影响研究

利用数值模拟方法,研究了单个建筑物外存在点污染源时室外空气污染对室内空气质量的影响.首先利用点污染源时单个建筑物周围污染物扩散的风洞实验验证了计算模型和方法的正确性,再利用自然通风的风洞实验,计算了不同污染源位置和建筑物进风口时的室内外速度场和污染物浓度场.结果表明:速度场的计算结果与风洞实验结果基本吻合,无量纲通风量的计算值略小于实验值;建筑物迎风面回流区上方的气流进入室内;当点污染源位于建筑物前的距离和建筑物高度之比约等于1时,污染源在地面处的室内污染物浓度要小于源在建筑物高度一半处的;建筑物进风口的挡风板对室内污染物浓度的影响不大;根据壁面上污染物浓度的分布来改变进风口位置,是减少室内空气受室外污染影响的有效方法.      

浓度变化时复合衬层中有机污染物的一维扩散分析

在考虑填埋场有机污染物浓度随时间变化的基础上,对有机污染物在复合衬层中的一维扩散问题进行了解析求解.计算模型考虑了2种常见的下边界条件,即零浓度下边界及零通量下边界.计算模型亦考虑了污染物在各介质中的背景浓度.利用该解析解得到的结果和已有的试验结果较为接近.对于美国规范规定的标准复合衬层,当污染物在膜中的扩散系数达到1.0×10-13m2·s-1且膜的分配系数达到50时,基本上可以忽略土工膜作为有机污染物扩散屏障的作用;对于同样的复合衬层,若膜的扩散系数达到1.0×10-12m2·s-1,则膜分配系数只需达到5即可忽略土工膜作为有机污染物扩散屏障的作用.对于标准复合衬层及GM GCL复合衬层,膜分配系数的变化对有机污染物通量击穿曲线的影响较大,而膜扩散系数对其的影响则相对较小.     

北京平原区地下水污染源识别与危害性分级

地下水污染源的有效识别与分级对地下水污染风险源识别和地下水污染防控区划具有重要意义.本研究通过对北京市平原区主要污染源进行解析,构建了以特征污染物属性与污染物排放量计算污染源危害性的量化计算方法.运用ARCGIS 9.3软件实现了北京市平原区的污染负荷空间分布和污染物属性的叠加分析,得到地下水污染源识别与危害性分级.结果表明,该方法能够较为细致准确地反映出污染源的危害性分级,识别结果表明工业污染源对北京平原区地下水污染贡献最大,其次是城镇居民区和垃圾场.     

风洞实验在研究大气污染规律上的应用(续)

五、扩散规律的风洞实验研究 1.大气扩散规律的数学模式污染物在大气中的扩散过程是湍流扩散和分子扩散综合作用的过程。描述这一物理过程的数学方程极为复杂,为适应实际工作的需要,近年来提出了许多近似的计算公式,通常称为模式。已发表的常用模式基本上都是在分子扩散理论的基础上,假定污染物的浓度在空间呈正态分布而得到的。但这些模式是否正确,适用范围是什么当然必须由现场观测和风洞实验来检验。事实上,有些这类的模式本身就是建立在风洞实验     

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。      

A micro-scale dispersion model for motor vehicle exhaust gas in urban areas—OMG volume-source model

A micro-scale dispersion model is presented for estimating the concentration of pollutants from motor vehicle exhaust gas within an area extending 200 m from the side of the road in an urban area. The initial mixing of pollutants in a street canyon is modeled as a volume source employing an analytical solution to the Fickian diffusion equation.Parameters for the model were determined based on data from experiments performed at five locations in Osaka. In the experiments, SF₆ was released as a tracer gas. The height for wind speed measurements for use as the advection speed of the plume was determined from an analysis of the flux of SF₆. The eddy diffusivities in the vertical and lateral directions were derived from statistics of the turbulent velocity fluctuations of the air. The sensitivity analysis of the model revealed that proper characterization of the thickness of the volume source is essential for proper estimation of the concentration of pollutants.     

A three-dimensional steady-state atmospheric dispersion-deposition model for emissions from a ground-level area source

An analytical solution to the steady-state three-dimensional atmospheric dispersion equation has been developed for the transport of non-buoyant emissions from a continuous ground-level area source. The model incorporates power law profiles for the variation of wind speed and vertical eddy diffusivity with height, represents the lateral eddy diffusivity as a function of wind speed and the crosswind dispersion coefficient, and includes dry deposition as a removal mechanism. The model is well suited for accurate prediction of emission concentration levels in the vicinity of an area source, as well as farther downwind, under neutral or stable atmospheric conditions. The impact of the important model parameters on contaminant dispersion is examined. The results from several simulations, compared with point and line sources of equivalent source strength, indicate that at short downwind distances, predictions of contaminant concentrations emitted from area sources may be unacceptably inaccurate unless the structure of the source is properly taken into account.     

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.     

基于CFD的某330MW燃煤机组SCR脱硝系统混合器优化与验证

为探明混合器形式对于燃煤机组SCR脱硝系统性能的影响,运用数值三维模拟对330 MW燃煤机组SCR脱硝系统烟道中烟气流动速度、温度、氨浓度以及流动方向进行了模拟计算,并采用物理模型对数值模拟结果进行验证。对比研究了使用不同形式混合器上下游速度场、NH₃浓度场、压力损失及加工难度。结果表明：梯形板混合器加工简单、扰动范围大、压力损失大、对下游速度场影响大;扭叶片式混合器阻力小、对下游速度场几乎没有影响,但扰动范围小、安装角度要求高;六角星形混合器综合性能介于梯形板及扭叶片式混合器之间。六角星形混合器能够较好地实现NH₃与烟气混合,下游速度场均匀性及NH₃浓度均匀性满足设计要求。     

龙景湖龙景沟汇水区沉积物-水界面氮形态空间分布特征

龙景湖是在原有河道基础上闸坝新形成的深水湖泊,为研究龙景沟汇水区沉积物-水界面氮形态的空间分布特征,了解其迁移转化过程,为内源负荷预测分析、内源控制及水质治理提供基础,依据形成历史和水位深度将沉积物分为原河道、新淹没底部和新淹没边坡3个区,分别采集沉积物柱样对沉积物上覆水和间隙水中各形态氮的浓度和表层沉积物泥样总氮的含量进行分析.结果表明,沉积物上覆水和沉积物间隙水的总氮(TN)、氨氮(NH4+-N)、溶解态有机氮(DON)的浓度以及沉积物泥样TN含量的分布趋势与水位深度变化趋势一致,表现为原河道>新淹没底部>新淹没边坡;原河道、新淹没底部、新淹没边坡沉积物间隙水TN的平均浓度分别为33.59,14.62,18.06mg/L, NH4+-N的平均浓度分别为23.01,8.39,13.75mg/L, DON的平均浓度分别为8.57,2.81,5.45mg/L,坡向变化显著且远高于上覆水,释放潜力较大;原河道、新淹没底部沉积物泥样TN含量分别为3789、2984mg/kg,都明显高于新淹没边坡的1270mg/kg.     

Comparison of measurements and integral model predictions of hot water plume behaviour in a crossflow

Measurements of the trajectory and dilution rate of a hot water jet entering vertically into a crossflow have been made in a water flume. Under various source conditions, thermistor probes at selected downstream locations were used to map out the cross-sectional extent of the plume, and thus to establish mean plume altitude and cross-sectional area as functions of distance from the source. These measurements were compared against the predictions of a simple integral model, similar to well-established models in the literature but modified for use in the flume study by the inclusion of an equation of state for water and an empirical correlation for the length of the potential core. An approximate analytical solution of the integral conservation equations, valid for both gaseous and water plumes, is presented. With entrainment and added mass constants very close to those previously estimated for gaseous plumes, good agreement between measured and predicted plume trajectory and dilution rate was found over the range of source conditions tested.     

水位变动对库区边坡稳定性的影响机理研究

利用数值模拟手段,对选定的库区边坡进行稳定性分析,得到了不同水位变动情况下的边坡稳定情况。认为水位的变动类型和变动率会对边坡的稳定造成影响,但影响效果不一样。从数学解析角度出发,推导出了库区水位上升与下降时,水力梯度与水流渗透方向、边坡倾斜角度三者之间较为理想化的关系形式。在此基础上,对边坡体内不同部位的水流情况以及所带来的影响进行了分析。进一步的,还从有效应力的角度,对水位变动影响边坡稳定性的机理进行了研究,且由不同方法所得的结论能够较好的相互印证。     

Dispersion modelling of nitrogen oxides in the United Kingdom

This paper describes the construction and application of an Eulerian-dispersion model for the calculation of NO₂ and NO_x concentrations in the U.K. Model results are compared with measurements from 44 U.K. sites. The sensitivity of the model results to chemical and dispersion parameterisations is assessed. The model is also used to verify the validity of ‘instantaneous mixing’ assumptions used in trajectory models. Finally, the distribution of ground-level NO_x concentrations from power stations, motor vehicles and other stationary sources is calculated across the U.K., including a preliminary assessment of the possible contribution from natural sources.     

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。