中型垃圾焚烧厂对于周边居民潜在风险进行分析建模.doc

PAGE \* MERGEFORMAT37 摘要 在国内垃圾焚烧厂出现各种环境污染问题的背景下，本组针对深圳市计划建立的中型垃圾焚烧厂对于周边居民的潜在风险进行分析，确定一种可行的环境动态监控体系，并设计了合理的周围居民风险承担经济补偿方案。对于本问题的研究，我们建立高斯大气扩散模型和概率模型进行总体分析。 对于问题1，为了解决垃圾焚烧厂附近污染物浓度随空间位置变化的规律，我们建立了污染物扩散问题中最为经典的高斯大气扩散模型。首先，利用谷歌地球中的经纬度划分，把当地周围划分为多个网格。其次，根据附件4所给数据，用Excel计算11年4月至12年3月的平均风速，风向等指标。随后，使用MATLAB软件编程，根据深圳市气象局所提供的数据，包括风力，降水量，光照时间，得到了08年~10年每天白天和夜间的大气稳定度等级。最后，根据大气稳定度，确定污染物浓度函数中的各个参数，进而给出最终的每季度各污染物随空间位置变化的函数，并用MATLAB三维绘图做出函数的图像。建立模型后，为确立合理的经济补偿方案，本组人员查找相关资料，通过计算当地的空气污染指数，按照对居民环境侵害的强度，时间和地点，根据当地的经济赔偿相关标准，设计了合理的经济补偿方案。 对于问题2，通过观察附件2中焚烧炉的在线排放监测记录，很容易发现，颗粒物的浓度明显超标，而二氧化硫和氮氧化合物的浓度并不超标。对于颗粒物的监测方法，我们提出了优化措施，建立有关污染物扩散的微分方程模型，即根据透过受污染地区的透过的光的光强来近似判断颗粒物的浓度。为解决故障发生概率下的污染物浓度问题，我们建立概率模型，将排放监测记录中污染物超标的频率近似为除尘装置发生故障的概率。对3月内颗粒物的排放浓度取平均值，在考虑故障发生概率的情况下，再次使用高斯大气扩散模型，得到此时的颗粒物浓度随空间位置的变化规律。最后在发生故障的概率条件下，对问题1中的经济补偿方案进行优化，针对颗粒物所造成的空气污染指数变化实行更为合理的补偿方案。 关键词 高斯大气扩散模型，微分方程模型，概率模型 目录  TOC \o 1-3 \h \z \u  HYPERLINK \l _Toc386807332 问题重述  PAGEREF _Toc386807332 \h 1  HYPERLINK \l _Toc386807333 问题分析  PAGEREF _Toc386807333 \h 1  HYPERLINK \l _Toc386807334 模型假设  PAGEREF _Toc386807334 \h 2  HYPERLINK \l _Toc386807335 定义与符号说明  PAGEREF _Toc386807335 \h 2  HYPERLINK \l _Toc386807336 模型的建立与求解  PAGEREF _Toc386807336 \h 3  HYPERLINK \l _Toc386807337 问题1的模型：高斯大气扩散模型  PAGEREF _Toc386807337 \h 3  HYPERLINK \l _Toc386807338 问题2的模型：微分方程模型  PAGEREF _Toc386807338 \h 11  HYPERLINK \l _Toc386807339 模型的优化与评价  PAGEREF _Toc386807339 \h 15  HYPERLINK \l _Toc386807340 参考文献  PAGEREF _Toc386807340 \h 16  HYPERLINK \l _Toc386807341 附录  PAGEREF _Toc386807341 \h 17  问题重述 垃圾焚烧厂对环境的污染风险与建设投资规模、运行监管力度有直接关系。由于大小的垃圾焚烧炉各有利弊，因此对于不同城市来说，究竟该把大型焚烧厂的建设规模控制在什么水平，这是一个值得研究的课题。 深圳市某地点计划建立一个中型的垃圾焚烧厂，计划处理垃圾量1950吨/天（设置三台可处理垃圾650吨/天的焚烧炉，排烟口高度80米，每天24小时运转）。从构建环境动态监控体系、并根据潜在污染风险对周围居民进行合理经济补偿的需求出发，有关部门希望能综合考虑垃圾焚烧厂对周围带来环境污染以及其他危害的多种因素（例如，焚烧炉的污染物排放量、居住点离开垃圾焚烧厂的距离、风力和风向及降雨等气象条件、地形地貌以及建筑物的遮挡程度等等），在进行科学定量分析的基础上，确立一套可行的垃圾焚烧厂环境影响动态监控评估方法，并针对潜在环境风险制定出合理的经济补偿方案。 请你在收集相关资料的基础上考虑以下问题： (1)