基于GIS的危险气体扩散实时预测系统研究

将大气环流数值模拟及预报系统、危险物排放量估算方法和改进的气体三维扩散模式进行耦合集成,结合危险源实时监测系统,嵌入危险品理化性质及影响等级数据库,建立基于GIS的危险气体扩散实时预测系统,提出了一套危险事故有毒有害气体预测预警系统的构建思路.该系统首次将气象模式引入危险事故预测预警系统,实现结合实时气象信息的危险源事故后危害气体扩散范围及浓度分布的预测,并可实现分析查询等管理功能.     

某加油站VOCs排放溯源及源强反演研究

为了计算加油站无组织挥发性有机污染物(Volatile Organic Compounds, VOCs)排放的强度，将扩散模型反推法应用于加油站的无组织VOCs排放溯源研究。对加油站区域建立笛卡尔空间坐标系，并构建监测站实测值和基于大气污染物高斯扩散模式预测值之间的代价函数，进而使用有条件约束的最优化方法求解该代价函数，得到该加油站VOCs无组织排放源强的反演模型。研究结果显示，加油站无组织VOCs的排放速率反演结果为1.8～3.8 g/s,该结果与加油站给车辆加油时未采取二次油气回收系统情形下的挥发量相符，反映了加油站无组织排放源强反演模型合理可信。模型参数分析结果表明，大气稳定度的不确定性对模型收敛和反演结果的影响较大，无组织排放溯源和源强反演需要高质量的气象扩散风场观测数据。     

城区气象条件对大气污染物扩散影响规律

文中采用ADMS系列大气扩散模型对城市建筑密集区气象条件对大气污染物扩散影响规律进行数值模拟研究。模拟前,以现场实测结果对模型进行验证。模拟中,采用ADMS-Urban扩散模型获取模拟计算结果、采用ADMS-Industrial扩散模型绘制相应的风场图。对特征气象参数云量、气温、气压、相对湿度、风速、风向的影响规律进行系统地研究,以此提出对应的管理和控制措施,研究方法及研究成果对其他建筑密集的城市区域的大气污染扩散研究具有一定借鉴和推广价值。     

CALPUFF与烟团模式在复杂地形环境风险评估中的比较分析

CALPUFF模式是一个多层、多物种、非稳态的烟团扩散模式,可以模拟时空变化的气象场对污染物输送、转化和清除的影响,其气象场由实际气象观测资料结合中尺度气象模式模拟结果、实际地形土地利用资料等根据质量守恒原理诊断给出。应用CALPUFF模式系统对四川省罗家寨气田典型的高含硫天然气集输管线破裂过程的风险影响进行了环境风险评估,并与该项目环评报告中用大气扩散烟团模式得到的风险评估结果进行对比。结果表明,CALPUFF模式从诊断风场得到的最不利气象条件以及最不利气象条件下的风场与大气扩散烟团模式指定的最不利气象条件和诊断风场存在较大差异,从而导致了H2S扩散的差异。其中,CALPUFF模式得到的最不利气象条件下各风向的瞬时严重伤害和半致死浓度值范围沿着山谷走向分布在东北、西北和南方,而大气扩散烟团模式模拟的结果也出现在其他方向。另外,CALPUFF模式模拟得到的30 min平均最大浓度分布结果中半致死浓度范围与其他模式结果一致,比大气扩散烟团模式结果小得多。     

岳阳市大气污染气象条件的研究

通过收集可代表岳阳市气象条件的最近3年的气象资料,进行必要气象条件实测,分析该地区的气象特征.大气扩散规律,得出风向频率玫瑰图、年各风向风速大气稳定度联合频率;对气象条件作出"气候诊断"分析.得出城市地区的大气输送通道.     

AERMOD模型中高空数据在多地理时区下的应用

我国从西到东横跨5个地理时区,而行政时区统一采用首都北京所在东八区作为标准时间。常规高空观测气象数据为一天两测,分别对应我国的早8时和晚20时,均距离各时区的日出时间较远,在AERMOD模型中难以反映白天真实的边界层发展状况。采用统一的地面和高空气象数据,通过改变高空数据中的经度设置各地理时区气象数据情景,并设置三类典型污染源,在AERMOD中模拟分析了采用常规一天两测高空数据和日出时刻高空数据时,大气污染物的浓度变化规律。结果表明,采用常规数据计算的对流混合层高度偏高,预测的大气污染物浓度偏低,建议在AERMOD模型中选用逐时高空数据,并开启AERMET中的Sunrise选项以采用最接近日出时间的高空数据。     

危险化学品大气污染事故模拟

近年来国内突发性危险化学品大气污染事故频繁发生,为及时做出风险评估及救援决策,需要在事故初发阶段快速模拟确定其危害程度和范围。以东部沿海地区某一假想化工厂突发性泄漏事故为例,对其可能的危害范围进行模拟,采用WRF-CALMET模式模拟事故区域的高分辨率气象场,耦合随机模式模拟污染物的扩散过程。结果表明,WRF能精确地模拟1 km分辨率的近地面气象场的演变趋势。将该结果用于CALMET模式获得了高分辨率风场数据,再输入随机模式中进行扩散模拟,结果显示该模式能合理地模拟出污染物的危害范围及地面最高浓度。     

城市建筑密集区烃类污染预警监控及应急响应

文中采用ADMS-Urban大气扩散模型对城市建筑密集区污染物扩散进行数值模拟研究,并结合以加油站为主的非甲烷总烃废气排放实例,建立大气污染预警监控及应急响应机制。模拟前,以现场实测结果对模型进行验证。模拟中,系统地研究主要气象参数风向、风速影响规律,展示超标区域范围,计算超标概率并统计时间分布规律,以此提出对应的管理和控制措施,研究方法及成果对其他建筑密集的城市区域的大气污染扩散研究具有一定借鉴和推广价值。     

随机游动模型在大气污染扩散分析中的应用探讨

应用随机游动扩散模拟方法,并结合天津市的实际气象数据,对某区域的大气污染扩散情况进行了模拟计算.由模拟过程和结果可以看出,相比于高斯模型等其他常用方法而言,随机游动扩散模拟适用的范围较广,可用于瞬时以及非均匀的浓度扩散分布状况,也能够不受污染物质的特性所限制(气态物和重粒子都可进行模拟).模拟结果对有关部门的污染防护与事故处理有一定的参考意义.     

应用贝叶斯理论的河流污染源重建探讨

为深入了解河流中有毒有害物质事故性污染的污染源、污染物质扩散等情况,通过MATLAB实现了河流中污染物质一维扩散模型的差分解法.该扩散模型可用于模拟1个或多个瞬时点源、持续稳定点源和持续变化点源情况下,河流中污染物质浓度随时间的变化,具有一定准确度.根据贝叶斯理论,结合扩散模型和监测数据估计污染源的位置和强度,并采用马尔可夫链蒙特卡罗方法进行后验推断,以解决贝叶斯模型计算复杂的问题.已知污染源情况下,可采用本文给出的扩散模型模拟河流下游污染物质浓度随时间的变化;污染源未知而拥有一定监测数据情况下,则可以采用本文提出的河流污染源重建技术估计污染源的位置、强度等.     

突发性大气污染事件数字化动态应急预案系统及其应用

针对近些年频繁发生的突发性大气污染事件,构建了数字化动态应急预案系统。该系统由基础信息数据库、气象环境模式与健康风险评估系统、数字化动态应急预案三部分组成,并利用地理信息系统将三者有机结合,将事故基本信息、事故发展预测及救援状况直观、动态地展现在系统界面,使应急行动得以及时、高效地展开。实地外场综合应急演习证明,该系统技术路线稳定畅通,运行高效,功能强大,具有较好的可行性和实效性。     

唐山市区大气环境容量研究

为确定唐山市区的大气环境容量,根据唐山市自然环境、污染气象特征、大气环境过程、区域污染源分布等现有信息,利用飞机场探空气象资料研究了唐山市大气混合层高度,并建立了用于大气环境质量预测的多维多箱与高斯复合模型,结合大气环境质量标准计算了不同达标率下唐山市的大气环境容量.研究结果表明,复合模型能够综合考虑各类影响因素,对污染物浓度具有较高的预测准确度,能有效地应用于大气环境容量计算中.     

应用多维多箱与高斯复合模型研究大气环境容量

根据北京市自然环境、污染气象特征、大气环境过程及区域污染源分布等信息,建立了用于大气环境质量预测的多维多箱与高斯模型结合的复合模型,结合大气环境质量标准计算了不同达标率下北京市的大气PM10环境容量.研究结果表明,复合模型综合考虑了各类影响因素,预测大气环境质量时产生的相对误差较小,能有效地应用于城市大气环境容量计算.     

大气污染的成因及治理对策研究

<正>引言大气污染主要是指人们在进行生产和生活活动的过程中,所产生的各种污染物向大气的排放量超过了环境所能够承载的能力,导致大气质量的恶化,其污染源主要包括人为污染源和天然污染源。大气污染会对我们的身体健康、工作和生活造成很大的影响,同时也会导致人们财产设备以及生态环境的破坏。本文主要从大气污染的成因分析和大气污染的治理对策两个方面就"大气污染的成因及治理对策研究"这一内容进行了探讨和分析。     

大气扩散在防化领域中的研究进展

回顾了大气扩散研究的发展历程,根据动力学原理将大气扩散模式的发展分为高斯扩散模式、准静力模式、非静力模式、CFD软件、单向耦合模式和双向耦合模式6代.从核生化武器效应、核生化武器销毁危害预测与评价、核生化事故危害预测与评价几方面剖析了防化领域的大气扩散问题,论述了大气扩散在防化领域中的研究现状.提出了大气扩散数值模拟在核生化安全和核生化防护领域中需要进一步发展的研究方向.     

河流污染事故重建系统

河流污染事故发生后,需要根据检测数据,对污染源进行科学估计.所用软件操作应简单易行,并迅速获得满足一定精度要求的数值解.基于MATLAB和Visual C++技术,对河流污染事故分别在一维及二维的情况下进行了模拟,并将多种模拟结果可视化.另外,系统应用贝叶斯理论,结合河流污染物质扩散模拟模型和监测数据估计污染源的时间、位置和强度等重要参数,采用马尔可夫链蒙特卡罗方法进行后验推断,对污染源泄漏时间、地点和污染源强度等参数进行可能性估计.     

突发性大气环境污染事件应急预警技术开发及应用

近年来,随着核电和化工产业在中国的大规模发展,突发性大气环境污染事件频发.为在该类事故发生后快速确定其危险程度和范围,研发了一套突发性大气环境污染事件应急预警系统.该系统由中尺度气象预报模式WRF、风场诊断模式CALMET、高斯烟团扩散模式CALPUFF 3部分组成.为验证该系统的准确性,用它模拟了2011年3月福岛核事故的影响情况.结果表明该系统可以精确模拟危险性气体的影响范围和时间.该系统对突发性、间歇性事故源排放模拟准确,可以快速预测事故发生后的浓度场变化,并且具有高时空分辨率、自动化等优越性.     

鞍山市化学事故辅助决策系统的开发

以科学实用为出发点,对鞍山市化学事故辅助决策系统的建立和开发进行了研究。分析讨论了建立该辅助决策系统软件的背景及意义;根据GB6944—2005《危险货物品名表》,应用Access2003数据库和VB6.0语言进行编程,构建危险化学品资料查询数据库,实现模糊查询和精确查询功能;通过分析、比较扩散模型中应用较广泛的高斯模型、SLAB模型、ADMS模型,结合鞍山市当地的实际气象数据,确定ADMS模型为该软件所用扩散模型,并根据ADMS模型和毒负荷法建立危险区域划分标准;根据鞍山市的实际情况,在灵图2006和消防水源电子地图的共同支持下,实现救援车辆电子地图导航和现场实时水源显示功能。     

基于CA-气团模型的市内重气扩散模拟与研究

针对市区内的固定地点出现重气泄露,并在街区内近地扩散的事实,构造了基于细胞自动机(Cellular automata)-气团模型,用以进行上述情况模拟.将气体的宏观扩散等效视为多个气团,使用细胞自动机生成气团的运动模型.将气团的特征表示为Qi(→V0i,xi,yi),参考高斯模型确定影响半径D用以区分浓度梯度扩散Sd和自由扩散Sf,并构造了边界接触条件.假设了模拟的市内环境,使用该模型在大气稳定状态下模拟氨气扩散.结果表明:气团的扩散符合实际情况,其在某区域的个数可以代表该区域重气浓度.模拟过程中也表现出了传统模型不具备的扩散特征,这些特征与重气的实际扩散过程更为相近,从而便于逃生和灾害控制.     

基于真三维GIS的危险化学气体泄漏扩散动态模拟仿真系统

针对传统危险化学气体泄漏扩散软件在模拟表现力方面的不足,提出将改进的随机游走大气泄漏扩散模型集成到真三维地理环境信息系统中,完成了基于真三维GIS环境下的危险化学品泄漏扩散模拟仿真系统的设计与开发.该系统能够在真三维场景中直观地展示危险化学气体的三维扩散过程,实时显示危险化学品泄漏扩散浓度分布图及事故不同程度的危害范围.同时通过与PHAST软件模拟结果对比,验证了该系统的可靠性.系统可以直观地、有效地帮助应急指挥人员组织应急救援和疏散,为企业、政府在危险化学品泄漏事故预防、预测和评估以及应急预案的制定提供参考.