工业源(点、面和体源)扩散计算方法.doc

点源扩散模式 持续排放源 有风模式（U10≥1.5m/s） 1.自由空间中的连续点源 实际上绝大多数污染源都是连续的，对于连续排放源，可理解为在时间上依次连续释放无穷多个烟团。因此，连续排放源的扩散模式可以通过将瞬时单烟团模式对to从—∞到t积分后求得。以烟团初始空间坐标为原点，下风方为x轴，烟羽轴线与x轴一直保持重合，都是x的函数，将对to的积分变换为对（x—uT）/σx的积分，可得最基本的烟羽扩散模式： 适用条件为：自由空间；风速要比较大（u10≥1.5m/s）；当大气不稳定状态时，可能带来一定的误差。 2.地面反射 用像源法，假想地平线为一镜面，在其下方有一与真实源完全对称的虚源，则这两个源叠加后的效果和真实源考虑到地面反射的结果是等价的。以烟囱地面位置的中心点为坐标原点，在考虑到地面反射后，污染源下风方任一点小于24小时取样时间的污染物浓度C（x，y，z）由下式给出： z=0时的地面浓度C（x,y,0），可简化为； 下风方X轴线上（y=0）的地面浓度C（x,0,0）为： 对于较低的排放源（例如He＜50m，具体限值由地面粗糙度、混合层高度等因素决定），一般可直接应以上式子计算。 3.混合层反射 对于高架源，当超过一定的下风距离时，需对烟羽在混合层顶的反射进行修正。同考虑地面反射类似，用像源法修正后，污染源下风方任一点小于24小时取样时间的污染物浓度C（x,y,z）可表示为： 式中 h——混合层高度； k——反射次数，一、二级项目取k=4已足够。 4.侧面反射 详见狭长山谷扩散模式。 小风静风模式（U101.5m/s） 小风静风时，污染物地面浓度C(x,y,0)可用下式计算： 式中η和G按下式计算： ， ， 和分别是横向和铅直向扩散参数的回归系数(σy=σz=T,σz=T),T为扩散时间(s),和的定值见HJT2.2-1993附录B3。 注意，上式中He是烟筒有效高度相对于预测点的高度。若预测点高度坐标为z，烟筒有效高度处坐标为z0，则He=z0-z。 非正常排放源 非正常排放是指建设项目生产运行阶段的开车、停车、检修、一般性事故和发生漏泄等情况时的污染物的不正常排放。非正常排放常发生在有限时间（T）内。以瞬时单烟团正态扩散式，对t0在有限时间T内积分，经整理后可得非正常排放模式。 有风情况（U10≥1.5m/s） 非正常排放条件下的地面浓度ca(mg/m3)建议按下列各式计算。 以排气筒地面位置为原点,有效源高为He，平均风向轴为X轴，源强为Q（mg/s），开始非正常排放时的时间为t，非正常排放持续时间为T，预测时刻的时间为t。 1.有风情况（U10≥1.5m/s） t时刻任一点（x,y,z）的浓度，以持续排放源模式为基础，乘上一个系数G1，按下式计算： 式中 F——混合层反射项； G1——非正常排放项； h——混合层高度； k——反射次数，一、二级项目取k=4已足够。 扩散参数各指数、系数的定值见导则附录B。 小风静风（U101.5m/s） 小风（1.5m/s＞U10≥0.5m/s）和静风(U10＜0.5m/s)情况，t时刻地面任何一点(x,y,0)的浓度为： 式中： 式中，u,v——分别为x,y方向的风速； γ01、γ02——是小风静风扩散参数的回归系数，按导则附录B选取，σx=σy=γ01(t-t)，σz=γ02(t-t)。 非地面点时，按He=He-z进行计算。 单源扩散的地面轴线最大浓度 对于有风正常排放点源扩散模式，其地面浓度cm (mg/3 )及其距排气简的距离Xm(m)，建议按下式计算： 式中： 此解析式仅用于有风（U10=1.5m/s）的高斯持续排放点源，并且要求稳定度较不稳定、混合层反射可忽略等条件，其计算结果Xm必须在扩散参数系数y1、y2和指数a1、a2的应用范围之内。例如，以1000m范围内的扩散参数计算系数和指数计算得Xm=3000m，则结果是不可靠的。 由于解析式应用范围有限，应用条件较苛刻，实际计算中常用数值法。借助计算机的快速计算，可使用分段逼近法求最大落地浓度。该原理是：将最大浓度可能的出现范围，如下风向[0，1000000]m，分成10段共11个点位，每点求一浓度，再以最大浓度点位左、右两点位作为新的计算范围起、止点，再分10段，如此循环计算，直到每段长度小于要求的精度（如0.01m）。一般计算几十次即可得到结果。这种方法算法很简单，无须求函数导数，同时灵活性极强，因为对每一个点求浓度的时候，可以按调用任意模式按任意方法计算。因此，这一方法可用于有风、小风静风、面源体源的点源修正法和非正常排放等所有单源模式的求最大浓度值。 对源强和有效源高的修正 地形对烟羽的影响 此前的扩散模式都假设地面