工程环境保护与可持续发展第5章大气污染扩散.pptVIP

Academic Seminar 第五章 大气污染扩散 第一节 大气结构与气象 一、大气的结构 1. 对流层 2. 平流层 3. 中间层 4. 暖层 二、气象要素 1. 气压 2. 气温 3. 气湿 4. 云 5. 能见度 6. 风 三、大气温度的垂直分布 1. 气温直减率 2. 大气的温度层结 3 . 干绝热直减率 四、大气的稳定度 1. 大气稳定度 2. 大气稳定度的分类 第二节 大气污染物的扩散 一、湍流与湍流扩散理论 1. 湍流 2. 湍流扩散与正态分布的基本理论 二、高斯扩散模式 （一）连续点源的扩散 1. 大空间点源扩散 2．高架点源扩散 3. 地面点源扩散 （二）连续线源的扩散 （三）连续面源的扩散 三、扩散参数及烟流抬升高度的确定 1. 扩散参数σy、σz的估算 2. 烟流抬升高度Δh的计算 第三节 影响大气扩散的若干因素 一、气象因子影响 1. 大气稳定度 2. 风 二、地理环境状况的影响 1. 地形状况 2. 地面物体 三、污染物特征的影响 第四节 烟囱高度及厂址 一、烟囱高度的设计方法 1. 烟囱高度对烟气扩散的影响 2. 烟囱高度的设计方法 3. 影响烟囱设计高度的因素 二、厂址的选择 1. 本底环境浓度 2. 风向和风速 3. 温度层结 4.地形 第一节 大气结构与气象 一、大气的结构 大气层：地面→1200 km的空气层。质量98.2％集中在30 km以下。 大气结构：根据竖直方向大气密度、温度、组成的分布状况可分为：对流层、平流层、中间层、暖层。 ① 对流层。＜10 km，大气质量75％，几乎全部水蒸气、微尘杂质，主要天气现象。地表吸热， H↑，t ↓，0.65℃/ 100m，垂直混合较强烈。大气边界层（摩擦层），＜1.5 km，污染物扩散稀释主要层；＞ 1.5 km，自由大气。 ②平流层。10 ~55 km，大气质量24.9 ％，稀薄，干燥。＜22km为同温层，H↑，t =C。 22～25km臭氧层，吸热， H↑，t ↑，竖直混合微弱，处于平流运动。 ③中间层。 ＜80km，质量10-3。 H↑，t ↓，对流强烈，垂直方向混合明显。 ④暖层（电离层）。＜800km，质量10-5。强烈紫外线下， H↑，t ↑↑，昼夜变化大。电离层。 二、气象要素 气象要素：气压、气温、气湿、云、风、能见度以及太阳辐射等。风和湍流运动直接影响污染物扩散，气温垂直分布又制约着风场与湍流结构。 1. 气压 大气压强，Pa（mbar、Pa）。273K，450海平面，p0=1013.25hPa为标准大气压。H↑，p↓。 4. 云 微小水滴或冰晶构成的汇集物质。云吸收或反射太阳的辐射，反映了气象要素的变化和大气运动的状况。 云量：云遮蔽天空的份额。我国将视野天空分10等分，阴天为10；晴天为0。 云高：云底距地面的高度。低云＜ 2500m；中云2500～5000m；高云＞5000m。 5. 能见度 正常视力，从水平方向中能够看到或辨认出目标物的最大距离。反映大气混浊/透明的程度。10个级别，0级＜50m，9级＞50km。 6. 风 空气在水平方向的运动。 风向：风的来向。用16或8个方位表示。用角度表示，北风为0o，顺时针方向夹角称为风向角。 风速：单位时间水平运动的距离。距地10m，一定时间内观测到的平均值。 自由大气为水平匀速运动。大气边界层，H↑，u↑ ② 海陆风。陆地和海洋差异产生的热力效应，日变化。陆地热容量＜海水，地温升、降快。 海风：白天，陆地气温＞海洋，陆地空气上升，低层气压＜海上。下层空气从海面→陆地，高层空间由陆地→海洋，形成闭合环流； ③季风：海、陆差异热力效应，四季周期变化的大气环流，影响范围比海陆风大得多。 夏季：大陆气温＞海洋，低层空气从海洋→大陆，高层相反流动，类似于白天海风环流。东南风（太平洋高压控制） 冬季：大陆气温＜海洋，低层空气从大陆→海洋，类似于夜间陆风环流。西北风（蒙古高压控制） 。 ④ 峡谷风：气流从开阔地区进入流动截面积缩小的狭窄峡谷口，气流加速而形成的强风。 ⑤山谷风：山区地理差异产生热力作用，日变化。 谷风：白天，山坡吸热强，气温高，空气上升，从谷底沿山坡向上流动。谷底上空气流下降，形成热力循环。（阴风） 山风：夜间，山坡冷却快，气温低，空气密度大，沿山坡向谷底流动。 三、大气温度的垂直分布 1. 气温（垂）直（递）减率 实际大气的气温沿垂直高度的