大气环境质量预测模型课件

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大气环境质量评价与预测模型PPT(共52页)

I广1 3C SS S2 O 2 OC S漂漂尘尘 C C S S2 2 O OC C 漂漂尘尘
式中： C——表示实测浓度；
S——表示相应的环境质量标准。
3.1 大气环境质量现状评价
（3）沈阳大气质量指数
I沈阳 1.12105 4 Nhomakorabeai1
C Sii 0.40
沈阳大气质量指数评价参数
参数
SO2
I1 2 (I1 I2) 4.0 2 S 0 .43 1 1.3 3 C 0 .576
式中：S——SO2实测日均浓度，10-6g/g；
C——实测日均烟雾系数，COH单位/305m； a1、b1、a2、b2——确定指数尺度的常数。
格林建议的SO2和烟雾系数日均浓度标准
污染物
希望水平
警戒水平
极限水平
SO2（×10-6，体积比）
3 大气环境质量评价
主要内容：
1 大气环境质量现状评价 2 大气环境影响预测模型 3 大气环境影响评价
3.1 大气环境质量现状评价
3.1.1 大气污染监测评价
（1）大气环境质量现状评价的程序
大气环境质量现状评价的程序
调查准备阶段
污染监测阶段
评价分析阶段
成果应用阶段
3.1 大气环境质量现状评价
（2）大气污染监测评价评价因子的选择
≤0.25
≤0.05
≤0.15
≤0.25
25
20
15
≤0.02
≤0.05
≤0.10
≤2
≤4
≤6
≤0.05
≤0.1
≤0.20
分级评分法分级标准
100～95
第一级（理想级）
94～75

大气环境质量预测模型PPT课件

vt
d p2 pg 18
地面反射系数
化学与环境科学系
22
可编辑课件EQA》
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化学与环境科学系
14
可编辑课件EQA》
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什么是“熏烟”？
❖ 当前一天是无云或少云的晴天，风速又比较小时，夜间将产生贴地逆温；次日日出后，这一贴地逆温将逐渐自下而上的消失，形成一个不断增厚的混合层。原来在逆温层中处于稳定状态的烟羽进入混合层之后，由于其本身的下沉和垂直方向的强扩散作用，污染物浓度在这一方向将接近于均匀分布，出现所谓熏烟现象。
Logo
点源特殊扩散模式（熏烟型扩散模式）
❖ 熏烟扩散时的计算公式为：
CF 2u Q yFhf exp(2 y2 y 2F) （ P）
（ P）＝1 Pexp(t2)dp
2
2
p hf He
z
式中，hf：熏烟时的混合层高度； ơyF：熏烟条件下的横向扩散参数； hf －H：混合层和烟云轴线的高差。
化学与环境科学系
7
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常用的点源扩散模型（高架连续点源）
❖ （3）高架连续点源最大落地浓度和落地点距离
最大落地浓度发生在x轴线上。
Cm(xm)
2Q
euHe2P1
地面浓度最大值
xmax (H)12 (1 2
1
1)22 最大值点的下风距离
2
1
P1 (1
2 2 12
1(11 ) (11 ) 1(11 )
) H e 1 2 2
2 2 2
2

环境评价第三章幻灯片(1)

因此，大气稳定度可以用温度直减率
与干绝热直减率之差来判断，即r-rd大于
、小于和等于零为大气静力稳定度的判据
（二）大气边界层的温度场
对于r和rd的物理意义应具有较确切认识，rd是以质量衡定的一块空气团为
对象在干绝热条件下沿垂直上升而导出的气温垂直递减率，是一个由气态
方程给定的确定值。r则是气温的环境
第一节大气环境质量现状评价
4
M Ai
i 1
分级标准

第一节大气环境质量现状评价
习题课： 1、已知某市某日的空气质量指标分别
:PM2.5为123ug/m3 、 PM10 为 0.080mg/m3 、 NO2 为 0.090mg/m3 、 SO2 为 0.085mg/m3 、 CO为14.6mg/m3 。试根据空气污染指数分级浓度限值 , 求出上述五类污染物的空气质量指数 AQI, 并确定空气质量级别和首要污染物。
近地层到大气边界层顶的一层称过渡层。大气扩散发生的地方。
第二节大气环境质量预测模型
（二）大气边界层的温度场 2、气温垂直分布（1）温度层结：温度随高度的
分布情况。它影响大气垂直方向的流动情况，由于地面构筑物不同，温度层结不同。（2）温度层结类型
（二）大气边界层的温度场
a — 递减层结高 b — 中性层结度 c — 逆温层结（ d — 等温层结）
4 采样与分析方法：尽量选用国家标准方法。
第一节大气环境质量现状评价
（2）污染监测阶段按照监测计划进行大气污
染监测。在大气污染监测的同时配合同步气象观测，同时进行污染生物学和环境卫生学监测。
第一节大气环境质量现状评价
（3）评价分析阶段
运用大气质量指数或其它评价方法对大气污染程度进行描述，分析时空变化规律，并对大气污染进行分级。

06第6章：大气质量模型

1. 单箱模型单箱模型是计算一个区域或城市的大气质量的最简单的模型。这个模型假定所研究的区域或城市为一个箱子所笼罩，这个箱子的平面尺寸就是所研究的区域或城市的平面，箱子的高度是由地面计算的混合层高度。
图1-箱式模型

根据整个箱子的输入、输出，可以写出质量平衡方程：
dC lbh ubh (C 0 C ) lbQ KClbh dt
箱式大气质量模型

有很多模型用来预测和模拟大气质量，其中最简单的是箱式大气质量模型。箱式大气质量模型的基本假设是：在模拟大气的污染物浓度时，可以把所研究的空间范围看成是一个尺寸固定的“箱子”，这个箱子的高度就是从地面计算的混合层高度，而污染物浓度在箱子内处处相等。箱式大气质量模型可以分为单箱模型和多箱模型。
Ql C C0 (1 e uh
ut l
Hale Waihona Puke )（ 2）当式（2）中的t很大时，箱内的污染物浓度C随时间的变化趋于稳定状态，这时的污染物浓度称为平衡浓度Cp，由式（2）可得：
Ql C p C0 uh
（ 3）
如果污染物在箱内的衰减速度常数 K≠0，式（1）的解为：
Q h C0 K C C0 u/l K u 1 exp( ( K ) t ) l
对于子箱1-4 ：
A 和 D 均为已知，则： 1 CA D
（10）
由于第一列4个子箱的输出就是第2列4个子箱的输入，如果Δl和Δh是常数，对第二列来说， D A的值和式（8）中相等，只是有所变化，这时：
Q5 l a1C1 a2C2 D a3C3 a4C4
（ 8）

大气环评ppt课件

nk
exp
2nh He
2
2 z
2
exp
2nh H
2
2 z
e
2
一、二级评价项目，可取下式中的k=4；三级评价项目可取k=0
.
3 地面最大浓度
cm X m
2Q
e.
.U
.H
2 e
.P1
式中：
P1
1
1 2
2 1 2
1 2
1
1 2
•
1 /2
H • e e 112
.
例4 拟建一座火电厂，排气筒高100m，排气筒出口内径5m，排烟筒出口处烟气排出速度为13.5m/s，排气筒出口处的烟气温度为145℃ ，厂址附近气象台统计定时观测最近5年平均气温为15℃ ，据预测，在静风与稳定天气条件下，排放源高度以上环境温度垂直变化率为0.001 ℃/m，求烟气的抬升高度。
.
第四节大气环境影响预测有关参数的选择与计算
1 烟气抬升高度 2 混合层高度 3 大气稳定度 4 扩散参数
.
平均风速幂函数廓线模式
（在近地层、中性层结、平坦下垫面条件下推导得出的）
m
当 z 2 2 m , u 0 u 1 z z 1 2 0
z 2 2 m , u 0 u 1 2 z 1 0 m 00
.
例2 某炼油厂的排气筒高度为50m，平均排气筒的有效高为60m，排放 SO2污染物的强度为80000g/s，已知距地面10m处的风速为4m/s，求大气稳定度位D级时正下风向500m处的SO2浓度。
.
例3 位于平原城区的某化工总厂的二期电站工程，拟建120m高的排气筒，上出口内径为6m，排烟气量为54.15m3/s，排气筒出口处的烟气温度为130℃ ，当地气象台统计定时观测最近5年平均气温为 9.2℃ ，平均风速为3.9m/s。假定气象台址与工厂地面海拔高度相同，计算在D级稳定度时，排气筒烟气的抬升高度。

大气环境影响预测与评价专题PPT课件

灌木等。 ⑤同时注意监测点的可到达性和电力保证。
17
（五）各种污染物监测数据要求
污染物 SO2、NOx、NO2 TSP、PM10、Pb SO2、NOx、NO2、CO TSP、PM10、B[a]P、Pb SO2、NOx、NO2、CO、O3
Pb
氟化物（以F计）
取值时间年平均
年平均日平均日平均 1h平均季平均月平均植物生长季平均日平均 1h平均
求适用地形及风场条
件
模拟污染物
其他
点源、面源、体源
小于等于50km 地面气象数据及对应高空气象数据
简单地形、复杂地形
气态污染物、颗粒物
点源、面源、线源、体源
小于等于50km
地面气象观测数据
简单地形、复杂地形
气态污染物、颗粒物
点源、面源、线源、体源
大于50km
地面气象数据及对应高空气象数据
个小时浓度
02、08、14、20，4个小时浓度
特殊规定
对于评价范围内没有排放同种污染物的项目，可减少监测天数、点位
15
监测点数布点方法布点方位
布点要求
一级评价 ≥10
二级评价 ≥6
三级评价 2～4
极坐标布点法极坐标布点法极坐标布点法
米
十
一
各个监测点要有代表性，环境监测值能反映各环境敏感区域、各环境功能区的环境质量，以及预计受项目
5
（二）污染源调查与分析方法新建项目：类比调查、物料衡算或设计资料确定；在建和未建项目：已批准的环评报告书；改、扩建项目：利用已有的有效数据或实测；分期实施的项目：可利用前期工程最近5年内的验收监测资料、年度例行监测资料或实测。

大气环境质量现状评价与质量预测模型(ppt 76页)

2、《环境影响评价技术导则－大气环境》（HJ2.2-2008）
23
评价
评价就是对监测数据进行统计、分析，并选用适宜的大气质量指数模型求取大气质量指数。
根据大气质量指数及其对应的环境生态效应进行污染分级，绘制大气质量分布图，从而探讨各项大气污染物和环境质量随着时空的变化，指出造成本区大气环境质量恶化的主要污染源和主要污染物，研究大气污染对人群和生态环境的影响。
生活污染源
4
大气污染源的分类
点源（如一根向大气排放污染物的烟囱）按污染源的几何线源（如一条繁忙的公路）形状和运动特性
面源（如设备的无组织排放）体源（如一个高大的车间在近距离）
5
大气污染源的分类
固定源（污染物由固定地点排放）
按污染源的运动特性
流动源（各种交通工具，如汽车、轮船）
6
大气污染源的分类
环境空气质量目标
GB3095—1996 一级
禁止新建、扩建污染源。执行一级排放标准。
二厦门市辖区内除一类和类三类以外的区域。区
居住、商业、工业混杂区以及一般工业区、农村地区
1318.91
GB3095—1996 二级
执行二级排放标准。
三马青路以南，海新路以石油化工及冶金、建类东，芦澳路以西，角嵩材基地区路以北的海沧工业区。
（一）植物监测机理（二）植物监测 1.植物可见症状的应用 (1)二氧化硫症状主要出现在叶脉间，呈现大小不等的、
无一定分布规律的点、块状伤斑，与正常组织之间界线明显，也有少数伤斑分布在叶片边缘，或全叶褪绿黄化。伤斑颜色多为土黄或红棕色，但伤斑的形状、分布和色泽因植物种类和受害条件的不同会有一定的变化，幼叶不易受害。例如单子叶植物伤斑常沿平行脉呈条状，分布在叶尖或叶片隆起部位；树的受害部位一般从叶尖开始向基部扩展，阔叶树通常在脉间出现不规则的大斑块或斑点，有时伤斑成长条状。

大气环境质量评价与预测模型

（3）忽略X方向的弥散作用及Z方向的迁移作用；
（4）把每一个子箱子都看作混合均匀的体系；
（5）各子箱子的浓度分布处于平衡状态。
3.2 大气环境影响预测模型
对子箱1：
式中：E1,2为高度方向上第一个箱子与第二个箱子间的湍流系数。
对子箱2：
大气质量多箱模型示意图
对子箱3：对子箱4：
3.2 大气环境影响预测模型
0.25
0.30
0.30
m
乡村
0.07
0.07
0.10
0.15
0.25
0.25
3.2 大气环境影响预测模型
3.2.2 大气环境影响评价预测模型
（1）点源扩散的高斯模型
A、连续点源高斯模型的推出
式中：C——污染物质的平均浓度， mg/m3；
x，y，z——三个方向的坐标分量，m ；
3.2 大气环境影响预测模型
分级
大气质量指数的分级
清洁
轻污染
中污染
I上大气污染水平
＜0.6 清洁
0.6～1.0 大气质量标准
1.0～1.9 警戒水平
重污染 1.9～2.8 警报水平
极重污染＞2.8
紧急水平
3.1 大气环境质量现状评价
（2）均值型大气质量指数
式中： C——表示实测浓度；
S——表示相应的环境质量标准。
3.1 大气环境质量现状评价
对于实源，p点在以实源为原点的坐标系中的垂直坐标为（zHe）。如果不考虑地面的影响，可知在p点的污染物浓度为：
式中He为污染源有效高度，等于烟囱的高度H和烟气的抬升高度H之和，m。对于像源，p点的垂直坐标为（z+He），浓度为：
3.2 大气环境影响预测模型

大气环境质量评价与预测模型(ppt 52页)

22
3.2 大气环境影响预测模型
E、熏烟模型
假定发生熏烟后，污染物浓度在垂直方向为均匀分布，则熏烟条件下的地面浓度：
Cf
Q
2 uh f yf
exp
y2
2
2 yf
( p)
t
( p) -
1
2
exp
t2 2
dt
p hf He
z
yf
y
He 8
式中：hf——逐渐增厚的混合层高度，m； yf——熏烟条件下的侧向扩散参数，它们是下风距离x的函数，m；（p）——正态分布函数，它用来反映原稳定状态下的烟羽进入混合层中
8
3.1 大气环境质量现状评价
（5）美国橡树岭大气质量指数
I 橡
5 5.7 i1
Ci Si
1.37
式中：Ci ——第i种污染物24小时平均浓度； Si——第i种污染物的大气质量标准。
质量分级 I橡
优良＜20
I橡与大气环境质量分级
好
尚可
差
20～39 40～59 60～79
坏 80～100
危险＞100
不同大气稳定度下的m值
大气稳定度级别
A
B
C
D
E
F
城市
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.30
m
乡村
0.07
0.07
0.10
0.15
0.25
0.25
15
3.2 大气环境影响预测模型
3.2.2 大气环境影响评价预测模型
（1）点源扩散的高斯模型
A、连续点源高斯模型的推出
C
t

大气环境影响预测与评价解析课件

对于一般的燃烧设备
计算小时或日平均浓度时，可以假定NO2/NOx=0.9；计算年平均浓度时，可以假定NO2/NOx=0.75。
在计算机动车排放NO2 和NOx 比例时，应根据不同车型的实际情况而定。
18
二、大气环境影响预测内容
一级评价项目预测内容一般包括：
环境空气保护目标、网格点处的
全年逐时/逐次小时气象条件下，地面浓度和最大地面小时浓度；
参数类型 ADMS
AERMOD
地表粗糙度，地表返照率、
地表参数最小M-O长 BOWEN率、地
度
表粗糙度
干沉降参数
沉降率
干沉降参数
湿沉降参数
清洗率
湿沉降参数
化学反应参数
化学反应选项
半衰期、NOx转化系数、臭氧浓
度等
其他参数
模拟建筑物/ 山区
时区、城市/农村
CALPUFF 地表粗糙度、土地使用类型、植被
10
11
复杂地形
距污染源中心点5km内的地形高度（不含建筑物）等于或超过排气筒高度时，定义为复杂地形。
12
13
6、设定预测情景
序号污染源类别新增污染源
1 （正常排放）
排放方案
现有方案 /
推荐方案
预测因子
所有预测因子
计算点
环境空气保护目标网格点
区域最大地面浓度点
常规预测内容
小时浓度日平均浓度年均浓度
C实
Q
2u
y z
y2
e
xp[(
2
2 y
(z
He )2
2
2 z
)]
He－z
P(x,y,z)

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常用的点源扩散模型（高架连续点源）
（1）高架连续点源的地面浓度
令z＝0，可用于计算地面任何一点的污染物浓度。这是实际大气环境影响评价关心的问题。
1 y C ( x, y, 0, H ) exp[ ( 2 2 )] 2 y z u y z
化学与环境科学系《环境质量评价EQA》
Q
2
He2
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常用的点源扩散模型（高架连续点源）
（2）高架连续点源的地面轴线浓度
地面轴线是从烟囱原点向下风向延伸的方向，即x方向。令z＝0，y＝0。
He Q C ( x,0,0) exp( 2 ) 2 z u y z
化学与环境科学系
2
《环境质量评价EQA》
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化学与环境科学系
《环境质量评价EQA》
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常用的点源扩散模型（高架连续点源）（3）高架连续点源最大落地浓度和落地点距离
最大落地浓度发生在x轴线上。 2Q Cm ( xm ) e uH e 2 P 1
xmax (
地面浓度最大值
2
H
)
2
1
1 (1 ) 2

1 2 2
2Q Cm ( xm ) e uH e 2 P 1
xmax (
P 1

)2 ( 1
2 1 2

1
1 2
1 ) 2
)
最大值点的下风距离
1 2
(1
1 2 (1 (1 ) 2
1
1
)
2
He
e
1 (1 1 ) 2 2
当a1＝a2时，上述公式可以简化为：
化学与环境科学系《环境质量评价EQA》
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Logo 最大地面浓度及其位置
某城市远郊区（丘陵）有一火力发电厂，排烟高度H＝120m，烟囱排放口的直径D ＝1.5m，排放SO2的源强Q＝800kg/h，排气温度Ts＝413k，烟气出口Vs＝18m/s。在8月份某日17点（北京时间），当时大气稳定度为C类，气温303k，邻近气象站测得地面风速为2.8m/s。试求：（1）地面轴线最大浓度及其出现距离；（2）地面轴线 1500m处的浓度。
示意图：高斯模型的坐标系
Z轴
Y轴 X轴
O
化学与环境科学系
《环境质量评价EQA》
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大气扩散模型：点源扩散的高斯模型 P69
高斯模式的四点假设为：
（1）假定大气流动是稳定的、有主导方向的；（2）假定污染物在大气中只有物理运动、没有化学和生物变化；（3）假定在所要预测的范围内没有其他同类污染源和汇，也就是说源强是连续均匀的；（4）在有主导风的情况下，主导风对污染物的输送应远远大于湍流运动引起的污染物在主导风向上的扩散，即在 x方向只考虑迁移，不考虑扩散.
Logo 地面轴线浓度计算
[课堂计算] 位于平原农村某工厂锅炉烟囱的几何高度为100米，SO2的单位时间排放量为 0.54t/h，已知当地地面风速为3.0m/s,大气稳定定为D类，抬升高度为150米。求下风向2500m处的SO2地面轴线浓度（小时平均值，单位以mg/m3表示，精确度保证小数点后两位）。
2Q z Cm ( xm ) e uH e 2 y
《环境质量评价EQA》
化学与环境科学系
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Logo 最大地面浓度及其位置
[课堂练习] 位于平原农村某工厂锅炉烟囱的几何高度为80m，SO2的单位时间排放量为 0.19t/h,已知当地地面风速为2.2m/s, 大气稳定度为B类，P1=1，抬升高度为120m，求最大落地浓度（小时平均值）。
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环境质量及评价
第四章大气环境质量评价
第三节大气质量预测模型（点源模型）
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大气扩散模型：点源扩散的高斯模型
高斯模型是大气扩散模型中用的最多的。高斯模型的坐标系：
原点：以排放点在地面的投影点为原点； x 轴：平均风向为 x 轴； y 轴：在水平面内垂直于x 轴的为y 轴， y 轴的正向在 x 轴的左侧； z 轴垂直于水平面，向上为正方向。
化学与环境科学系
《环境质量评价EQA》
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Logo 最大地面浓度及其位置
[课堂练习] 利用正态烟羽扩散模式，预测某污染源排放的某污染物的小时平均最大落地浓度为 0.8mg/m3，考虑到现在的背景值及该地区未来的发展规划，要求其小时平均落地浓度不能超过0.2mg/m3，试问：如果其它条件不变，采取的措施是减少污染物的单位时间排放量（源强），减少后的源强应不大于原来源强的百分之多少？
对后述的模式只要没有特殊指明，以上四点假设条件都是遵守的。
化学与环境科学系《环境质量评价EQA》
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点源扩散的高斯模型（高架连续点源）
高架连续点源的高斯模式[熟记]：
2 2 2 ( z H ) ( z H ) Q 1 y 1 y e e C ( x, y, z) {exp[ ( 2 )] exp[ ( )]} 2 2 2 2 y z 2 y z 2 u y z 2
化学与环境科学系《环境质量评价EQA》
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常用的点源扩散模型（地面连续点源）
（4）地面连续排放点源模型（令H＝0） 2 2 Q 1 y z C ( x, y, z,0) exp[ ( 2 2 )] u y z 2 y z
地面连续点源在地面上任何一点产生的浓度：
式中：C(x,y,z) 表示坐标为x，y，z处污染物浓度； He：烟囱的有效高度，m； Q：烟囱排放源强（污染物单位时间排放量，mg/s）； σ y ：垂直于主导风向的横向扩散参数，m； σ z ：铅直扩散参数，m； u：排气筒高度处的风速，/s
化学与环境科学系《环境质量评价EQA》
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最大值点的下风距离
P 1
1 (1 ) 2
1 (1 1 ) 2 2
2 1 2
1 2
H
(1
1 ) 2
e
1 (1 1 ) 2 2
y 1x
z 2x
1
2
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常用的点源扩散模型（高架连续点源）
（3）高架连续点源最大落地浓度和落地点距离