Simulation of mixing depths incorporating the urban heat island effect

The main objective of this paper was to establish the effect of anthropogenic heat flux on the formation of mixing depth specially in urban areas. In this study an energy balance mixing depth model was developed for the simulation of mixing depth incorporating the heat island effect. To demonstrate the effect of heat island, mixing depths were simulated under two conditions. Under the first condition, hourly gridded anthropogenic heat flux and variant surface characteristics were considered, while under the second condition anthropogenic heat flux term was ignored and constant surface characteristics were considered throughout the modelling domain. The release of anthropogenic heat flux in the urban environment was found to be responsible for the growth of the unstable layer in the lower atmosphere even during the night. This resulted in higher mixing depth values in urban areas compared to the surrounding countryside. The maximum differential surfaces sensible heat flux between urban and rural areas was estimated as 130 W/m². From the simulation of mixing depth, it was revealed that the maximum increment in mixing depth in urban areas was 300 m due to the heat island effect. This increment in mixing depth in urban areas can provide an extra space for dilution and mixing of pollutants.     

基于激光雷达分析一次重霾过程混合层高度

为深化对冬季重霾天气大气混合层高度的认识,利用Mie散射激光雷达观测了成都市2014年1月23日至2月4日一次典型重霾天气过程。基于Mie散射激光雷达探测获取的后向散射系数,使用SBH99算法计算了该过程的混合层高度,并系统分析其演变特征及其与气象因子的关系,研究结果表明:将激光雷达探测的混合层高度与探空曲线表征出的混合层高度进行对比分析,结果显示两者具有较好的一致性,相关系数为0.893 4;此次重霾过程中,混合层高度平均值较低,约378 m;霾天气发生后,混合层高度显著下降,并且混合层高度的最大值与最小值之间差距缩小,日变化波动不明显;混合层高度的发展与空气温度的变化趋势呈正相关关系,与相对湿度呈负相关关系。     

兰州市室内大气降尘环境磁学特征及其随高度变化研究

对兰州大学齐云楼不同高度的室内大气降尘样品进行的系统环境磁学研究表明,兰州市室内大气降尘中磁性矿物含量较高,并且以多畴和假单畴的亚铁磁性矿物为主,降尘中的磁性矿物主要来自大气污染.兰州市近地表约24 m高度内,室内大气降尘中磁性矿物浓度具有随高度升高而降低、粒径随高度增加而变细的分布特点,称为低污染源决定的近地面吹扬模式.距离建筑物顶部约10 m范围的建筑物内部,随着高度的增加,降尘中磁性矿物浓度增大、粒径变粗,称为高污染源决定的建筑物阻尼模式.兰州市室内降尘的磁性矿物浓度可以有效反映大气颗粒污染状况,研究表明,兰州市距地表20~30 m的适当高度大气颗粒污染最小.研究结果可为了解兰州市大气颗粒污染状况以及开展大气污染治理提供科学依据.     

2种填料BAF深度处理印染废水沿程污染物变化规律研究

针对某印染工业园区污水处理厂二级生化处理出水,采用处理规模为15 t·d-1的中试试验,研究了活性炭填料和悬浮填料曝气生物滤池沿程的污染物浓度变化,探讨了用低价、轻质悬浮填料替代活性炭的可行性.结果表明,在进水COD和色度分别为50.2 mg·L-1和58倍时,活性炭和悬浮填料曝气生物滤池最终出水COD和色度分别为35.0 mg·L-1、18倍和44.3mg·L-1和26倍,均可达到城镇污水厂污染物排放标准(GB 18918-2002)中的一级A排放标准要求,但是悬浮填料曝气生物滤池达标所需沿程的高度为2 400 mm,高于活性炭曝气生物滤池的1 800 mm.悬浮填料曝气生物滤池对色度、总氮、氨氮的去除效果及沿程变化趋势与活性炭曝气生物滤池相仿,但COD去除效果不佳,主要是与其生物量少有关.因此,用悬浮填料替代活性炭在该污水厂是可行的,但仍需要对填料大小和材质进行优选,增大生物量,必要时可考虑使用活性炭和悬浮填料的组合工艺减少造价成本.     

空气微生物不同高度分布情况研究

空气微生物是城市生态系统重要的生物组成部分,空气中广泛分布的细菌、真菌孢子、放线菌和病毒等生物粒子不仅具有极其重要的生态功能,还与城市空气污染,城市环境质量和人体健康密切相关。从生态系统角度出发,着重论述了城市微生物气溶胶的粒谱范围、空气微生物浓度和组成在不同高度变化的相关规律。     

不同浪高条件下生态浮岛稳定性模拟分析

以辽河干流实际水文资料为依据,在沈阳农业大学水利综合实验基地实验池,通过模拟不同浪高条件,研究不同固定方式生态浮岛的稳定性差异,确定适合于辽河生态浮岛建设的合适类型。结果表明,各位移指标经方差分析和多重比较及均值比较分析,立桩式浮岛稳定性最优,索道式浮岛次之,沉坠式浮岛稳定性较差;绳索张力和沉坠位移指标经比较分析,索道式浮岛较立桩式浮岛稳定,沉坠式浮岛稳定性较差。综合考虑各项分析结果,本研究选择索道式和立桩式作为辽河生态浮岛野外段建设预实验的固定方式,经河流实际水文及其他条件检验后,选择一种最优的固定方式,指导大规模建设。     

高层建筑新型灭火装置的设计

高层建筑外围火灾灭火工作开展困难,为增强灭火效果,本文按照自上而下的灭火思路,探讨在高层建筑顶部设计一种新型灭火装置。该装置可迅速转向火灾一侧,升降到准确的高度,从外向内灭火。克服了现有云梯消防车存在的举高有限、供水器材的耐压强度不够等问题。该装置的设计可在紧急情况下弥补现有灭火设施的不足,为高层建筑外围灭火解决方案的完善提供了新的参考。     

冀中南平原区气溶胶标高变化及估算模型研究

作为反映大气气溶胶垂直分布的重要参量,气溶胶标高被广泛应用于气溶胶反演及模型订正研究中.为研究气溶胶标高时空变化规律并构建其简易计算模型,基于2009～2016年气象站点观测资料及MODIS卫星反演数据,利用Peterson模型及多元回归分析对冀中南平原区气溶胶标高进行了估算分析.研究结果表明:区域气溶胶标高夏季最高,...     

东南沿海润湿时间变化规律研究

采用4次数据法统计了东南沿海92个气象台站近15年的润湿时间tTOW,分析了温湿度组合、海拔高度、经纬度、是否临近海边等因素对tTOW的影响.研究表明:东南沿海0℃、80%温湿组合的tTOW在3500～5500h之间,少数地方高于5500h;在此温湿度组合下的tTOW,低海拔与高海拔、低纬度与高纬度、海边与内陆较接近;0℃、95%温湿组合的tTOW,高海拔、高纬度、内陆分别比低海拔、低纬度、沿海高,而25℃、80%或95%温湿组合的tTOW正好与此相反.这充分说明ISO 9223标准以0℃、80%温湿组合统计润湿时间的方法值得商榷.     

基于QRA角度评价LNG储罐类型的选择

为提高LNG储存的安全性,基于QRA(定量风险评价),利用应急危险定位分析软件分别进行了LNG中小型储罐及大型储槽泄漏事故分析和LNG带压储罐充注压力专项对比分析。结果表明:立式圆柱常压储罐应选择高径比接近于1的罐体而压力罐的选择受高径比的影响很小;当对常压储罐高度有要求时,球形罐是比立式圆柱罐更好的选择;在大型LNG储槽中,常压储槽自身压力很大,可以起到抑制BOG(蒸发气体)产生的作用;在饱和状态下,压力罐的充注压力并非越小越好,需进行针对性分析计算,选取最适合的充注与设计压力。掌握LNG储罐事故后果与罐体形状与类型之间的关系可加强并丰富对其储罐类型选择的认识,可较好的为提高其储存安全性提供数据支撑与理论基础。