环境评价学课件-环境系统分析及其应用05.pptxVIP

6 面源模型 平面区域上源强较小、排出口低，但数量多、分布比较均匀的污染源扩散问题可作为面源处理，如： 居民区或居住集中的家庭炉灶和低矮烟囱； 平原地区排气筒高度不高于30m或排放量低于0.04t/h的多个排放源 城市和工业区的低矮小点源群和线源 常用模式：简化模型、点源积分模型和ATDL模型;6.1 简化模型 6.1.1 拟点源修正模型 基本假设：面源内所有的排放源集中于面源源块中心（面源源块的对角线交点），形成“等效点源”，然后用点源模式计算污染源产生的浓度贡献 直接修正法 适用于面积较小（S?1km2）的面源 具体思路：对扩散参数?y和?z进行修正后直接采用相应点源模式计算;点源后置法 具体思路：将等效点源的位置移到上风向某个位置，然后按相应点源扩散模式计算地面接受点浓度;后置距离根据经验的烟羽横向宽度和高度及扩散参数公式反推计算得到： 例如，假定 且烟羽横向宽度和高度分别为?y0和?z0，则有： 接受点地面浓度基于下式计算：;6.1.2 拟线源修正模型 将二维分布的面源简化为一维线源 基本假设：面源内所有的排放源集中于面源源块中心垂线上，形成“等效线源”；然后利用相应的线源模式计算污染源对接受点产生的浓度贡献 Terner模型（1964年）：面源简化为正态分布的横风线源;`;在a?8km，b?2km和H=0时，对上式进行积分处理，可以得到：;6.3 ATDL模型 大气湍流与扩散实验室模式，由Gifford和Hanna提出，也称作G-H模式或窄烟云模式（Narrow Plume Model），广泛应用于城市面源污染模拟 城市面源污染呈现两个明显的特征： 面源源强变化不大，相邻两个面单元源强相差很少超过2倍； 局地浓度主要取决于上风向各面源单元的源强，上风向两侧各单元的影响相对较小 ;模型概化图;模型结构 假定所有污染源的排放高度均为0，且取 则对上述模型进行积分处理，可得到：; 若令 则上式可简写为： 实际观察表明：除非上风向具有源强很大的面源单元，局地浓度往往由其所在单元的源强决定;基于实际观察结果，可进一步对上述ATDL方程进行简化 对A进一步简化，则有 ;ATDL模型的改进 ATDL模型的局限：实际???源的排放高度往往不为0 考虑各面源的实际排放高度，可得到改进的ATDL模型：;7 复杂边界层的大气质量模型 7.1 小风、静风扩散模型 概述 风状态的界定：小风指0.5m/s?u101.5m/s的状态；静风 指 u100.5m/s的状态 使用现有扩散模型的局限：在静、小风条件下，忽略x方向湍流扩散的假设不成立 解决方法：采用对瞬时点源的烟团模式积分的方法来模拟连续点源的浓度分布;模型的推导 参照高斯模式的推导并结合瞬时点源的烟团模式，具有地面边界的高架源排出的烟团对接受点(x, y, z)的浓度贡献为 ;假设连续点源的源强为Q（单位时间内的排放量），并将?t时间段内点源污染物排放量Q??t看成一个瞬时烟团。假若该烟团在t0时刻释放，则可根据上式求得t时刻其对接受点的浓度贡献;将上式对时间积分，可得静、小风连续点源扩散模式： 令z=0，得到静、小风连续点源地面浓度模式：;模型的解析解 研究显示，静、小风条件下有： 若Q和ux均为常值，可得到模式的解析解（地面浓度）：;7.2 熏烟模型 熏烟过程及含义 早晨太阳升起后，地面得到来自太阳的辐射逐渐加热，夜间产生的逆温层自下而上逐渐消失，当逆温破坏到烟流下边缘以上时，使烟流发生向下的强烈混合，地面污染物浓度增大，产生熏烟现象。 一般多在早晨发生，持续时间约在30min~1h之间 熏烟发生时，最大浓度可达一般最大地面浓度的几倍;熏烟地面浓度 假定熏烟发生后，污染物浓度在垂直方向为均匀分布，则熏烟条件下，地面浓度可采用下式计算：;7.3 复杂地形扩散模式 7.3.1 狭长山谷扩散模式 假设：风向与山谷走向一致 不考虑混合层反射 地面浓度采用如下模型计算：;排放口到烟羽边缘接触到谷壁的距离Xw可根据谷宽W推算得到： Xw可看作是扩散开始受到峡谷两侧壁影响的距离 考虑混合层反射 此时，地面浓度模型为：;不考虑混合层反射的简化模型 单侧壁影响模型：山谷较宽，点源靠近谷地一侧，且只考虑单侧的一次反射 两侧壁影响模型：只考虑一次反射 ;7.3.2 山区丘陵扩散模型 NOOA模型和EPA模型 NOOA模型以高斯模型为基础，对有效源高进行修正 稳定度的划分仍沿用P-T法，仅适当修正了级别 在中性和不稳定时，假设烟流中心线与地面始终平行，有效源高不修正，沿用高架连续点源地面轴线浓度模式 在稳定条件下，假定烟流保持其初始海拔高度不变，则地面轴线浓度为：;EPA模式在稳定度分类、扩散参数选取和浓度计算公式方面均与NOOA模式相同。不同