确定当地不利气象条件的探讨

在基本建设项目,技术改造项目和区域开发建设的环境影响评价中,都要求预测气载污染物在不利气象条件下造成的地面浓度,以了解可能造成的最大环境污染。不利气象条件,一般都只在短时间内存在,对于地面短时浓度,目前最常用的有:有风时的点源扩散模式,熏烟模式和静风模式。本文以高架点源为例加以说明。一、有风时的地面浓度有风时(u≥1.0m/s)的地面浓度公式为: C_1=Q/(πuσ_yσ_z)·Enp(-y~2/(2σ_z~2))·Enp(-He~2/(2σ_z~2))     

小风扩散积分烟团解析模式及实用计算

一、引言随着风速的减小,空气的输送作用降低,大气污染物被堆积在排放源附近,不易被稀释,形成极严重的污染。目前,大气污染物扩散的估算,一般采用高斯模式。该模式忽略了顺风向扩散,一般适用于风速大于2m/s的条件。在风速较小时,则可把一个连续源分解成无穷多个、依时间序列的烟团。各烟团在被顺风输送的同时,作立体的扩散。每一个烟团,都对任意接受点(x,y,z)有所贡献。累加所有烟团的贡献,可得到连续烟团的积分模式: 式中,x轴指向下风向,σ_x、σ_y和σ_z分别为     

利用电子计算机进行大气稳定度分类

气温的垂直分布与空气污染有着密切地联系,这是因为气温的垂直分布决定了大气稳定度,而大气稳定度又影响着空气运动,进而影响污染物的输送和扩散。扩散理论导出的各种模式又将大气的稳定度状态与污染浓度有机地联系起来,从而将大气对污染物的影响模式化、参数化。如高斯烟流模式中的扩散参数α_v、α_z的取值与大气稳定度的划分有着直接的     

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.     

山区和平原连接处SF6试验及扩散规律研究

为更好了解污染物在复杂地形条件下的湍流扩散规律,2010年9月开展了一系列SF6示踪扩散试验,获取了SF6浓度数据,以此实验数据为基础,计算出SF6浓度分布在水平和垂直方向的扩散标准差、地面峰值浓度等参数,并与P-T-C扩散参数进行对比,总结得出了污染物在山区和平原连接处中性、稳定、强稳定等气象条件下湍流扩散规律。     

北京地区秋季雾霾天PM2.5污染与气溶胶光学特征分析

利用北京城区和郊区2011年9月1日～12月7日PM2.5质量浓度、气溶胶散射系数(σsca)和黑碳浓度观测资料,研究了雾霾天气条件下北京地区PM2.5污染与气溶胶光学参数的变化特征,并讨论了气象条件的作用.结果表明,北京地区PM2.5污染和气溶胶光学特性受雾霾天气的影响非常明显.PM2.5浓度、σsca和气溶胶吸收系数(σabs)在雾霾期均明显高于非雾霾期,雾霾期日均PM2.5浓度在城区和郊区分别达到97.6μg·m-3和64.4μg·m-3,为非雾霾期日均浓度的3.3和4.8倍.城区高PM2.5浓度造成雾霾类天气出现频率明显高于郊区.轻雾天城区PM2.5浓度、σsca和σabs明显高于郊区,区域输送的影响相对较弱,轻雾和霾天城郊差异较小,区域性特征明显,而雾天σsca城郊非常接近且在各雾霾类天气中相对最高,气溶胶散射能力最强,区域性特征较为明显.气象条件的不同造成各雾霾过程PM2.5浓度、σsca和σabs的空间分布、PM2.5污染及气溶胶消光强度上呈现不同的特点.边界层以上偏南风将南部地区污染物向北京输送,在整层下沉气流作用下使得边界层内污染物浓度增加,加之边界层高度持续稳定在600 m左右,边界层内风速很低,污染物水平、垂直扩散均很弱,造成局地污染物的累积,形成了PM2.5污染和气溶胶消光强度最强的一次雾霾过程.     

胶州湾冬季近岸海域大气扩散参数的测定试验

式中C为污染物浓度,Q为源强,u为风速,x为从源点出发到下风方向的水平距离,y、z分别为垂直烟轴的断面上距烟轴中心的水平及垂直距离,σy、σz分别为y方向和z方向上浓度分布的标准差。由于污染物质在随风传输扩散过程中不断稀释,故σy、σz也是随x的增大而不断增大,即σy、σz是x的递增函数。     

一种用箱模式与高斯模式结合计算大气环境容量的方法

根据质量守恒原理，综合考虑污染物浓度的上下不均匀分布、污染物的衰减、沉降过程、侧向扩散等诸因素，建立了大气环境容量计算模式。用高斯扩散模式确定环境容量计算模式中的有关参数。通过实例介绍了区域大气环境容量计算方法。     

山东省不同下垫面大气扩散参数的对比分析

利用在山东各地进行的多次建设项目大气环境影响评价中的大气扩散试验结果,对不同垫面的大气扩散参数做对比分析,讨论下垫面的变化对大气扩散参数的影响以及大气扩散能力与大气污染物浓度分布的关系,试验均采用平衡法进行。结果表明：不同地形下的大气扩散参数有明显差异。与国际扩散参数值相比,山区比平原高０．５－１级,平原地区与国标基本一致,工业区模向扩散参数与国标基本相当,垂直扩散参数１个级别以上;沿海地区横向扩     

应用发烟照相法研究冲洪积扇秋季大气扩散规律

对秋季冲洪积扇地形下污染物扩散问题的处理,需要加强扩散参数的研究。本文应用发烟照相法研究垂直扩散参数,对其理论曲线与实验曲线进行了比较,对下风向轴线浓度理论值与实验值进行了讨论,认为冲洪积扇的地形和稳定度状况,比平原有利于污染物的扩散稀释;洪积扇地形下研究大气扩散,1km内需用实测的扩散参数来进行计算污染物的扩散,1km以远引用理论值是可以接受的。     

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.      

基于逸度方法分析大连湾海域PFASs在海水-沉积物界面的扩散趋势

研究污染物在沉积物-水界面的扩散趋势对于开展其环境风险评估具有重要作用。本研究基于大连湾海域海水和沉积物样品中全氟烷基化合物（PFASs）的含量数据,应用变异系数（C_v）分析了浓度分布的空间变异程度,应用逸度分数（ff）分析了PFASs在沉积物-水界面扩散趋势,应用响应系数（RC）分析了有机碳含量对扩散趋势的影响。结果表明:大连湾海域海水和沉积物中9种PFASs的总浓度均为中等变异;在沉积物中的浓度空间差异略大,可能受历史排放污染物残留及污染事故的影响。在海水-沉积物界面扩散过程中,全氟烷基磺酸类和全氟烷基羧酸类化合物呈现相同的扩散特性,总体表现为ff值随PFASs链长的增加而逐渐降低的趋势。短链PFASs在大连湾海域倾向于存在于水体中,而长链PFASs倾向于扩散到沉积物中。有机碳是影响PFASs在沉积物-水界面扩散趋势的重要参数,且对长链PFASs的影响更明显。全氟辛烷磺酸作为一种持久性有机污染物在大连湾海域中主要处于平衡状态。     

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。     

依据VOC浓度变化优化场地SVE通风流量的研究

土壤气相抽提(SVE)中挥发性有机污染物(VOC)的扩散速度是确定SVE抽提流量的依据。为了优化场地SVE通风流量,结合试验现场土壤的土质条件和含水率,测试了污染物在不同均质土质中的扩散速度,绘制了污染物浓度随时间变化曲线。研究表明污染物的扩散在不同种土质和含水率的条件下,浓度的变化具有相似规律:快速上升阶段,出现拐点,浓度稳定阶段;在测试的压力场范围内,结合场地不同的抽提流量(Flow rate)的通风以及停止通风进行浓度恢复的试验,同样获取了场地污染物的浓度变化曲线,即场地污染物浓度平衡破坏和浓度平衡的恢复。测试数据显示,不同土质结构的场地内不同区域的污染物浓度恢复曲线和单一土质的污染物扩散具有相同的规律。因此可以采用扩散速度来求解抽提的通风流量。根据室内外的测试数据,文中给出了理论计算的场地优化通风速率建议。     

机动车尾污染物NOx在主干道水平、垂直方向上的浓度分布规律初探

对南海市主干道汽车尾气污染物NOx在水平、垂直方向上的扩散分布的韧步研究结果表明：NOx在水平、垂直方向上的扩散呈现一定的规律。交通、风、气温、光照是影响NOx浓度分布的重要因素。     

上海地区O3与NO2时空特征数值模拟个例研究

采用Metphomod数值模式,在2004年四季中各选取一个API指数相对较高的个例,研究上海地区大气污染物的时空分布特征.模式的检验表明,在夏季时段的模拟效果最为理想,基本能够反映上海地区主要大气污染物浓度分布特征和变化规律.以2004年6月7、8日的个例分析显示,NO2的浓度日变化比较复杂,O3则以单峰型分布为主;在空间分布上,上海地区的NO2、O3浓度主要受到天气背景、局地气象场分布、污染源排放等因素的影响;在局地污染物排放较强的市区,O3和NO的浓度变化存在一定的负相关,而在局地污染物排放较小、污染物主要来自扩散输送的地区,O3和NO2的浓度之间有着较明显的负相关.     

建筑间距对大气流动及输移特性影响的模拟研究

采用修正的k-ε湍流模型对不同建筑间距情况下的大气流场、污染物浓度场进行模拟研究。模拟研究结果表明,气流遇到建筑物发生绕流,风速为3m/s的气流在建筑物附近的最大抬升速度达到1.98m/s,气流绕过建筑物后湍动能增强,建筑物后污染物的扩散区域变大;建筑物的布局对气流流动和污染物浓度分布有着很大影响,在不同建筑间距情况下,建筑物尾流区的流场形态有着明显的不同,尾流区内污染物的分布也存在差别。研究结果对认识多个建筑物附近的气流和污染物分布有重要意义。     

一维流场中污染物浓度时空迁移转换的Plank分布公式

类比黑体辐射分布的普朗克公式,提出一维流场中污染物(或示踪剂)浓度的时间过程线分布或污染物浓度值的倒数沿程变化的时空迁移转换规律均可用与Plank分布相似的公式描述。结合实测的河水污染物监测数据,采用免疫进化算法对公式中的参数进行优化,得出优化后的一维流场中的污染物浓度时空迁移转换的Plank公式。实例分析表明该公式具有意义明确、形式简洁、所含参数较少、易于计算、方便实用的特点。     

G-H模式的缺陷及其改进

指出G-H模型在估算面源自身网格的大气污染物浓度时存在的严重缺陷。理论和实际两方面的分析表明,其根源在于G-H对自身网格的计算采用了不合理的面源均匀假定。采用面源局部均匀的假定,对G-H的自身网格模式作了改进。有效性分析表明,改进后的模式能适用于q（铅直向扩散参数σ_z的指数项,σ_z＝bx^q）的任何取值范围,其估算的浓度随大气稳定度的变化也与实际情况完全相符,值得在我国加以推广     

街道峡谷地面源污染物扩散规律的风洞试验研究

在风洞中１／２５０街道峡谷模型的底板内释放示踪气体，通过对浓度分布特征的观测，分析了街道峡谷 面湖泊污染物的扩散过程及其与街道建筑物结构，风向及排放源强度等因素之间的关系，探讨了中性边界层风洞模拟微尺度湍流扩散过程的相似准则与相似参数，为建立街道峡谷地面源污染物扩散模型提供了物理基础。