大气环境影响预测方法

环境影响评价5.2大气环境影响预测 5.2.1大气环境影响预测湍流扩散与正态分布的基本理论:气体污染物进入大气后，一面随大气整体飘移，同时由于湍流混合，使污染物从高浓度区向低浓度区扩散稀释，其扩散程度取决于大气湍流的强度。

大气污染的形成及其危害程度在于有害物质的浓度及其持续时间，大气扩散理论就是用数理方法来模拟各种大气污染源在一定条件下的扩散稀释过程，用数学模型计算和预报大气污染物浓度的时空变化规律。

研究物质在大气湍流场中的扩散理论主要有三种：梯度输送理论、相似理论和统计理论。

针对不同的原理和研究对象，形成了不同形式的大气扩散数学模型。

由于数学模型建立时作了一些假设，以及考虑气象条件和地形地貌对污染物在大气中扩散的影响而引入的经验系数，目前的各种数学模式都有较大的局限性，应用较多的是采用湍流统计理论体系的高斯扩散模式。

采用统计学方法研究污染物在湍流大气中的扩散模型。

假定从原点释放出一个粒子在稳定均匀的湍流大气中飘移扩散，平均风向与x 轴同向。

湍流统计理论认为，由于存在湍流脉动作用，粒子在各方向（如图中y 方向）的脉动速度随时间而变化，因而粒子的运动轨迹也随之变化。

若平均时间间隔足够长，则速度脉动值的代数和为零。

如果从原点释放出许多粒子，经过一段时间T 之后，这些粒子的浓度趋于一个稳定的统计分布。

湍流扩散理论（K 理论）和统计理论的分析均表明，粒子浓度沿y 轴符合正态分布。

5.2.1.1 连续点源烟流扩散公式有风时( )点源扩散模式假定：烟羽中污染物浓度分布在水平方向和垂直方向都遵循高斯分布。

3.411ya y a X +=γσ15.222HX a z +=γσ c(x,y,z) ---- 空气污染物浓度, mg/m3; He----有效排放高度， 和 分别为烟囱的几何高度和抬升高度。

Q ---- 污染物源强, 即释放率, mg/s;u ---- 排气筒出口处的平均速度, m/s; p 为风速高度指数， 为10m 高度的年均风速 σy 、σz ---- 分别为水平方向和垂直方向扩散参数 γ1、α1、γ2、α2 ----称为扩散系数, 与大气稳定度有关. X---- 距排气筒下风方水平距离, m p 为风速高度指数，为10m 高度A. 下风向地面处（z=0）浓度：B. 下风向地面轴线浓度：最大落地浓度及出现距离： 式中， ──稀释系数]}2)(exp[]2)({exp[)2exp(2),,(222222ze z e y z y H z H z y u Q z y x C σσσσσπ+-+--⋅-⋅⋅=H H H se∆+=sH H ∆10u )2exp()]2(exp[)(),,(2222zy z y He Y U Qz y x c σσσσπ-⋅-=z e z y Hu Q x C σσσπ-⋅⋅=P uH e Q C e m ⋅=πzy P σσ= z qz e m P H x =小风和静风扩散模式：小风：1.5m/s>0.5m/s 静风：<0.5m/s假设： ， ， ，Q ＝常数，u ＝常数 v ＝w ＝0， ，则污染物地面浓度 为 ：式中，熏烟模式： 海岸线熏烟模式： 丘陵、山区扩散模式： 干沉积（颗粒物）模式： 湿沉积及化学迁移的修正： 线源、面源、体源模式： 长期浓度和日均浓度计算公式：烟气抬升公式：(1) 有风时，中性和不稳定条件 >2100kJ/s ， >35K式中， n0 ──烟气热状况及地表状况系数；n1 ──烟气热释放率指数； n2──烟囱高度指数； Qh ──烟气热释放率，kJ/s ；H ──烟囱几何高度，m ，若>240m ，取H ＝240m ； pa ──大气压力； Qv ──实际排烟率，m3/s ； ──烟气出口温度与环境温度差， ──烟气出口温度，K ；T a ──环境大气温度，K ；u ──烟囱出口处平均风速，m/s 。

第五章大气环境影响预测与评价第一节大气环境影响预测方法与内容概述大气环境影响预测，即正确推断各种条件下污染物浓度分布及其随时间的变化，是大气环境影响评价所要解决的核心问题。

通常采用模式预测法即大气扩散模式进行大气环境影响预测。

所谓大气扩散模式，就是以大气扩散理论和实验研究结果为基础，将各种污染源、气象条件和下垫面条件模式化，从而描述污染物在大气中输送、扩散、转化的数学模式。

按经典的划分法，数学方法可分三大类：第一类是基于Taylor理论的“统计理论”；第二类是假设湍流通量正比于平均梯度的所谓“梯度理论”；第三类是基于量纲分析的“相似理论”。

上述方法通常都是需要进行数值计算，因此，在工程上尚未达到普遍应用的地步。

但是三大理论中的有关内容，却经常在工程中应用。

例如，利用“统计理论”确定扩散参数或利用“相似理论”确定参数化公式中的相似参数等。

主要的大气扩散模式有高斯模式、赫一帕斯奎尔模式、萨顿模式等。

在工程和环评实践中最普遍应用是基于统计理论而建立起来的正态模式(即Gauss模式)。

正态扩散模式的前提是假定污染物在空间的概率密度是正态分布，概率密度的标准差亦即扩散参数通常用“统计理论”方法或其他经验方法确定。

正态扩散模式之所以一直被应用，主要因为它有以下优点：①物理上比较直观，其最基本的数学表达式可从普通的概率统计教科书或常用的数学手册中查到；②模式直接以初等数学形式表达，便于分析各物理量之间的关系和数学推演，易于掌握和计算；③对于平原地区、下风距离在10km以内的低架源，预测结果和实测值比较接近；④对于其他复杂问题(例如，高架源、复杂地形、沉积、化学反应等问题)，对模式进行适当修正后，许多结果仍可应用。

但是在应用时应当注意，常用的正态羽扩散模式实质上已假定流场是定常，不随时间变化的；同时在空问是均匀的。

均匀意味着：平均风速、扩散参数随下风距离的变化关系到处都一样，在空间是常值。

这一条件加上正态分布的前提，限制了正态扩散模式的应用与发展。

根据HJ2.2-2008《环境影响评价技术导则－大气环境》新导则的规定，结合该区域的污染气象特征，采用逐日逐时的方式进行大气环境影响预测，本次评价内容主要包括：
全年逐时或逐次小时气象条件下，环境空气保护目标、网格点处的地面浓度和评价范围内的最大小时地面浓度及出现位置（前10个高浓度值），最大小时均浓度分布图（最大值），各关心点1小时最大落地浓度；以及可能出现超标浓度的概率和次数；
全年逐日气象条件下，环境空气保护目标、网格处的地面浓度和评价范围内的最大地面日平均浓度，各关心点日均最大落地浓度；以及可能出现超标浓度的概率和次数；
长期气象条件下，环境空气保护目标、网格处的地面浓度和评价范围内最大年均地面浓度出现位置（前10个高浓度值），各关心点年平均最大落地浓度值，年平均浓度分布图；
非正常排放情况下，全年逐时或逐次小时气象条件下，环境空气保护目标的最大地面小时浓度和评价范围内最大地面小时浓度。

环境影响预测的方法
1. 生态影响评价方法：根据生态系统结构和功能的特点，对环境变化或人为活动产生的影响进行评价。

2. 模型预测方法：采用数学模型或计算机仿真模型，预测沿岸或水域环境影响的程度和范围。

3. 统计分析方法：根据历史数据和环境参数，对环境影响的趋势和未来可能的发展进行预测。

4. 专家咨询方法：通过专家调查、问卷调查、专家会议等方式，获得专家对环境影响的预测意见。

5. 地质考察方法：研究地质、地貌、岩石等地质场地的特点，评价人类活动对地质环境的影响。

6. 环境监测方法：通过环境监测，研究和评价人类活动对环境的污染和破坏程度。

7. 性质分析方法：通过对污染物性质和环境介质特征的分析，评估环境影响的风险和可能造成的影响。

大气环境影响推想方法、步骤和内容大气环境影响推想步骤大气环境影响推想备注每个步骤主要内容1、选取有环境空气质量标准的评价因子；2、选择有代依据评价因子而定1、确定推想因子表性的工程排放的特征污染物；3、区分正常和非正常排放的污染因子；4、评价区域污染物浓度已经超标的物质，拟建工程也排放，应列入推想因子。

推想范围包括整个评价范围，掩盖全部关心的敏感点，同使用AERMOD 、2、确定推想范围时考虑污染源排放高度、评价范围主导风向、地形和四周CALPUFF 模式时，推想环境敏感区的位置进展调整。

范围要略大于评价范围3、确定计算点4、确定污染源计算清单计算点包括三类：环境空气敏感区、推想范围内的网格点、推想范围内的网格点设区域最大地面浓度点。

置方法：网格等间距或近1、选择全部环境空气敏感区中的环境空气保护目标为计密远疏法，距源中心不大算点；于1000 米，网格距2、推想范围内的网格点应掩盖整个评价区域作为计算点；50-100 米；大于10003、区域内高浓度分布区网格计算点间距不大于 50 米。

米，100-500 米。

4、接近污染源的高层住宅楼，应考虑不同代表高度上的推想受体。

1、给出点源〔包括正常排放和非正常排放〕、面源、线源、颗粒物粒径＜15 微米，按体源源强计算清单。

气态污染物考虑；＞1002、颗粒物污染源调查包括颗粒物粒径分级、颗粒物的分微米，由于沉降快，不考级粒径、各级颗粒物的质量密度、各级颗粒物的质量比。

虑该污染物。

按不同粒径分布计算相应的沉降速度。

1、计算小时平均浓度需承受长期气象条件，进展逐时和长期气象条件是指到达逐次计算，同时留意典型小时气象条件要求；确定时限和观测频次要2、计算日平均浓度需承受长期气象条件，进展逐日平均求的气象条件。

5、确定气象条件计算，同时留意典型日气象条件要求；观测频次：每日地面气象注：确定时限：一级评价需要近 5 年内的至少连续 3 年观测时次应至少4 次或以的逐日、逐次气象数据，二级评价需要近 3 年内的至少连上，高空气象数据对应每续 1 年的逐日、逐次气象数据。

大气环境影响预测的步骤
自从工业革命以来，大气污染已经成为一个严重的问题，影响着地球上的每一个生命。

在未来，大气污染的影响会愈演愈烈。

为了避免大气污染的威胁，预测大气环境影响是非常必要的。

一般来说，预测大气环境影响的过程由以下几个步骤组成：
第一步：研究大气环境
研究大气环境是预测大气环境影响的第一步，需要全面了解大气组成、大气层次和能量的大气交换等情况。

第二步：研究大气污染的可能源
研究大气污染的可能源，例如交通工具、工业厂房、用火等，都可能对大气环境产生严重的影响。

这一步也可以获得有关大气污染的详细信息。

第三步：构建空气质量模型
同时建立完整的空气质量模型，将源污染、大气组成、大气层次及空气交换等因素进行整合分析，得出空气质量的模拟结果。

第四步：预测大气环境影响
最后，采用模型的计算结果，可以预测出大气环境的影响，包括气体浓度变化和微粒物等。

总之，预测大气环境影响的步骤主要包括：研究大气环境、研究大气污染源、构建空气质量模型及预测大气环境影响。

只有仔细研究大气环境，用适当的模型搭建准确的环境模拟，才能精准预测大气环境影响，为人类提供良好的生存环境。