环境系统阐述教程之箱式大气质量模型
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第一章1、 环境质量:一般指在一个具体的环境中,环境的总体或环境的某些要素对人类的生存繁衍及社会经济发展的适宜程度。
2、 环境质量评价:是对环境的优劣所进行的一种定量描述,即按照一定的评价标准和评价方法对一定区域范围内的环境质量进行说明、评定和预测。
第二章1、模型的结构:白箱、灰箱、黑箱第三章一、指数评价的模型: 1、单因子指数:iii S C I =(3-1)I i 为第i 种污染物环境质量指数,C i 为第i 种污染物在环境中的浓度,S i 为第i 种污染物在环境中的评价标准。
I 越小越好 <1,转评价标准越好;=1 临界状态,I 的数值越大表示单项的环境质量越差。
对于溶解氧和pH 值而言,其单项水质参数具有不同的定义式,分别如式:(3-2)和(3-3))23(910-<⨯-=≥--=DO DO DODODO DO DO DOS DO S DO S C S C I S C S O C O I ,对于;,对于 式中:O S 为对应温度下的饱和溶解氧,I DO 为溶解氧指数,C DO 和S DO 为相应的溶解氧浓度检测值和评价标准值。
)33(0.70.70.70.70.70.7->--=<--=pH pH pH I pH pH pH I u pH d PH ,对于;,对于式中:pH 为检测值,I pH 为pH 指数,pH d 为评价标准值的下限,pH u 为评价标准值的上限。
例1:根据在某湖泊三个采样点上,进行采样分析的结果,用地面水3级标准水温15度时, 计算各采样点单因子指数 O S =10.043(1) 均值型多因子指数:∑∑====n i iin i i S C n I n I 1111 n 为参与评价的因子数,其余符号含义同单因子环境质量指数。
(2) 计权型多因子环境质量指数:∑==ni i i I W I 1W i 为第i 个环境因子的权系数(3) 内梅罗指数:2)()(22i i AveI MaxI I +=MaxIi 为各单因子指数的最大者,AveI i 为各单因子环境质量指数的平均值。
环境监测领域中的大气污染模型使用教程大气污染是当前全球范围内面临的重要环境问题之一。
为了保护人类健康和环境可持续发展,科学家们开发了各种大气污染模型来预测和评估不同因素对空气质量的影响。
本文将介绍环境监测领域中常用的大气污染模型以及如何使用它们进行预测和分析。
1. 模型介绍在环境监测领域中,常用的大气污染模型包括:CMAQ模型、WRF-Chem模型、AERMOD模型等。
这些模型基于物理、化学和数学原理,通过模拟大气过程、污染物传输和变化,提供了对大气污染的准确预测和评估。
- CMAQ模型(Community Multiscale Air Quality Model)是一种广泛应用于大气环境模拟和预测的模型。
它可以模拟大尺度到细尺度的空气流动和污染物传输,包括气溶胶、氧化物、二氧化氮等。
- WRF-Chem模型(Weather Research and Forecasting model coupled with Chemistry)是一种将大气动力学模拟和化学传输过程相结合的模型。
它可以模拟气象过程和污染物分布,有助于理解不同气象条件下的空气污染形成和传播机理。
- AERMOD模型是一种广泛用于工业源排放和城市环境中污染物传输建模的模型。
它基于高斯模型原理,能够预测工业源的排放对周围地区空气质量的影响。
2. 模型使用教程为了能够准确有效地使用这些大气污染模型,以下是一些基本的使用教程和注意事项:2.1 数据准备在使用大气污染模型之前,首先需要准备好相关的输入数据。
这些数据包括气象数据、地理信息、土地利用数据、废气排放数据等。
可以从气象台、环境保护部门等机构获取这些数据,也可以使用开源数据集和模型提供的默认数据。
2.2 模型配置配置大气污染模型是一个重要的步骤,决定了模型的运行方式和输出结果的准确性。
在配置模型时,需要设置模型的运行时间、空间范围、污染物的初始浓度和排放源信息等。
每个模型都有相应的配置文件和参数,使用者需要根据应用需求进行相应的设置。
环境影响评价中空气质量模型综述及其效果评估目录1. 内容概括 (2)1.1 研究背景 (3)1.2 研究意义 (4)1.3 研究内容 (5)2. 空气质量模型概述 (6)2.1 空气污染物种类 (7)2.2 空气质量模型种类 (9)2.2.1 物理性模型 (10)2.2.2 数值模拟模型 (12)2.2.3 半经验模型 (13)2.3 模型选择原则 (15)2.4 模型应用领域 (15)3. 常用空气质量模型介绍 (17)4. 环境影响评价中空气质量模型应用案例 (18)4.1 项目类型及所用模型 (20)4.2 模型输出及分析 (21)4.3 典型案例应用分析 (22)5. 空气质量模型效果评估 (24)5.1 评估指标体系 (25)5.1.1 模型准确度 (27)5.1.2 模型可靠度 (28)5.1.3 模型适用性 (29)5.2 评估方法 (30)5.3 评估结果分析 (32)6. 未来发展趋势 (33)6.1 模型精度提升 (34)6.2 数据融合与智能化 (36)6.3 可视化与用户交互 (38)1. 内容概括环境影响评价(EIA)作为环境保护的基石,其核心目的在于评估建设项目对生态和人居环境可能造成的影响,并采取相应的预防或缓解措施。
在众多环境要素中,空气质量尤为关键,它直接影响人群健康和社会经济活动,因此空气质量模型成为EIA中不可或缺的工具。
本综述旨在系统回顾当前主要的空气质量模型,它们能够在复杂的气象条件下定量分析污染物在环境中的扩散与转移,以及对人体健康的影响。
我们评估了这些模型在评估排放源、预测污染物浓度分布、模拟大气化学反应、以及评估风险等方面所表现出的能力与局限性。
通过对比不同类型的模型及其在实际EIA项目中的应用效果,本综述不仅有助于选择最合适的模型以应对特定的项目需求,还能为模型比较、优化和未来研究提供基础。
我们将探讨模型选择的标准,如模拟空间的细致程度、预测准度、对复杂气象现象的适应能力等,以及如何在EIA实践中综合多个模型结果,以获取更为全面和可靠的环境影响预测信息。
第一章 环境系统分析概论体的,因此 即使每一个元素都不很完善,但也可以组合出一个具有良好功能的系统 *4.系统分析的定义:系统分析可以被理解为一个队研究对象进行有目的,有步骤的探索过程,通过分解与综合的反复协调,寻求满足系统目标的最佳方案。
(系统分析的最大特点是追求总体目标的最优)人体和生态的影响,环境工程技术原理和环境经济学等为依据,并综合运用系统论、控制论和信息论的理论,采用现代管理的数学方法和电子计算机技术,对环境问题和防止工程进行系统分析,谋求整环境保护对象:自然保护区系统,生态保护区系统,空气污染控制系统 ,水污染控制系统, 都市生态环境系统环境管理功能: 环境监测系统 ,环境执法系统, 环境规划管理系统 ,排污申报管理系统, 环境统计管理系统 ,排污收费管理系统污染物的发生与迁移过程产业类型:污染物发生系统,污染物输送系统,污染物处理系统,接受污染物的环境系统, 矿山环境系统,冶金环境系统,环保产业系统第二章 数学模型概述1 一元线性回归分析(最小二乘法) 两个假设:所有自变量的值均不存在误差,因变量的值则含有测量误差与各自测量点拟合最好的直线为能使各点到直线的竖向偏差的平方和最小的直线(也就是将尽可能地靠近所有的点)。
设有n 对x.,y 的值适合线性方程y=mx+b 。
如果已知b 、m 的值,就可以根据自变量xi 的值计算出对应的因变量的值设为yi ’,另di 为测量值与计算值的偏差,则: di =yi -yi ’=yi -(b+mxi )偏差平方和:2211[()]n ni i z di yi b mxi ====-+∑∑为使平方和最小,他们必需满足必要条件:0z b ∂=∂0z m ∂=∂解得:2. 模型的检验:(图形表示法,相关系数法,相对误差法)相关系数法:相关系数是用来度量计算值和观测值的吻合程度的量,用r 表示:其中yi ,'yi 为测量值和计算值 y ,'yi 为测量值和计算值的平均值。
大气模型发展简史与简介By Laiwf | Published: 2010年04月16日1.1 第一代空气质量模型―高斯模型和拉格朗日烟团轨迹模型第一代空气质量模型主要包括了高斯扩散模型和拉格朗日轨迹模型。
这两类模型都是利用风的运动轨迹来模拟近地层大气层中复杂的物理和化学过程。
它的物理表述即模拟均匀混合的大气物质沿风向运动的情况。
在大气物质从地面向高层运动的过程中,其运动规则受到垂直方向上风速以及温度的不均匀分布的影响而不断的发生变化。
具体过程见图。
1EIAA (典型高斯)适用于<50km的区域EIAA大气环评助手“是宁波环科院六五软件工作室开发的软件。
《 HJ/T2.2-93 环评导则–大气环境》、《JTJ005-96 公路建设项目环评规范-大气部分》,中国环境影响评价培训教材等文献中推荐的模型和计算方法作为主要框架,内容涵盖了导则中的全部要求,并进行了适当地拓展与加深。
可以处理点源、面源、体源、线源对于预测计算结果,可以查看§各接受点地面高程及其等高线图§各接受点的背景浓度及其分布图§各污染源的浓度和总的浓度及其分布图§各污染源的分担率及其分布图§各污染源或总的浓度的平均评价指数和超标面积§还可以任意改变各污染源的排放率(排放强度)以观察不同排放率下的浓度变化情况§也可查看任意一个横截面或竖截面上的浓度变化图广泛应用的版本是EIAA2.5,EIAA2.6。
版本中均有bug,大家谨慎使用。
2 aermod(稳态高斯)适用于<50km的区域AERMOD由美国国家环保局联合美国气象学会组建法规模式改善委员会(AERMIC)开发。
AERMIC的目标是开发一个能完全替代ISC3的法规模型,新的法规模型将采用ISC3的输入与输出结构、应用最新的扩散理论和计算机技术更新ISC3 计算机程序、必须保证能够模拟目前ISC3能模拟的大气过程与排放源。
大气环境容量测算模型简介说明:本部分内容是“重点城市大气环境容量核定工作方案”中提到的各推荐模型的简介,主要目的是为了使各城市了解各模型的功能和基本原理,同时,了解如选用该模型,都需要准备哪些输入数据,以便各城市根据本市的实际情况,提前准备。
第一部分大气扩散烟团轨迹模型1 大气扩散烟团轨迹模型简介该模型由国家环境保护总局环境规划院开发。
烟团扩散模型的特点是能够对污染源排放出的“烟团”在随时间、空间变化的非均匀性流场中的运动进行模拟,同时保持了高斯模型结构简单、易于计算的特点,模型包括以下几个主要部分。
1.1 三维风场的计算首先利用风场调整模型,得到各预测时刻的风场,由于烟团模型中释放烟团的时间步长比观测间隔要小得多,为了给出每个时间步长的三维风场,我们采用线性插值的方法,利用前后两次的观测风场内插出其间隔时间内各个时间步长上的三维风场,内插公式如下:[] ()tttn n itVtVtVVi∆-=⋅-+=1212 1)( )()(式中:V(t1)、V(t2)—分别为第1和第2个观测时刻的风场值;02t ∆—烟团释放时间步长;n —为t 1、t 2间隔内的时间步长数目;V i —表示t 1、t 2间隔内第i 个时间步长上的风场值。
1.2 烟团轨迹的计算位于源点的某污染源,在t 0时刻释放出第1个烟团,此烟团按t 0时刻源点处的风向风速运行,经一个时间步长t ∆后在t 1时刻到达P 11,经过的距离为D 11,从t 1开始,第一个烟团按P 11处t 1时刻的风向风速走一个时间步长,在t 2时刻到达P 12,其间经过距离D 12,与此同时,在t 1时刻从源点释放出第2个烟团,按源点处t 1时刻的风向风速运行,在t 2时刻到达P 22,其经过的距离为D 22,以此类推,从t 0时刻经过j 个t ∆,到t j 时刻共释放出了j 个烟团,这时,这j 个烟团的中心分别位于Pij ,i=1,2,…j ,设源的坐标为(Xs ,Ys ,Zs(t)),Zs(t)为t 时刻烟团的有效抬升高度,Pij 的坐标为(Xij ,Yij ,Zij ),u 、v 分别为风速在X 、Y 方向的分量,则有如下计算公式:t 1时刻:211211111001100110011)()()](,,,[)](,,,[)](,,,[s s s s s s s s s s s s s s Y Y X X D D t t Z Y X t W Z Z t t Z Y X t V Y Y t t Z Y X t U X X -+-==∆⋅+=∆⋅+=∆⋅+=t 2时刻:2222222222112211221122211122111211121121111111111121111111111211111111112)()()](,,,[)](,,,[)](,,,[)()(],,,[],,,[],,,[s s s s s s s s s s s s s s Y Y X X D D tt Z Y X t W Z Z t t Z Y X t V Y Y t t Z Y X t U X X Y Y X X D D D D tZ Y X t W Z Z t Z Y X t V Y Y tZ Y X t U X X -+-==∆⋅+=∆⋅+=∆⋅+=-+-+=+=∆⋅+=∆⋅+=∆⋅+=以此类推,到tj 时刻,共释放出j 个烟团,这些烟团最后的中心位置分别在03Pij ,Xij ,Yij ,Zij ,i=1,2,… j ,对于第i 个烟团有:2)1(2)1(11)1()1()1(1)1()1()1()1(1)1()1()1()1(1)1()()(],,,[],,,[],,,[---=----------------+-+==∆⋅+=∆⋅+=∆⋅+=∑j i ij j i ij j i jk ik ji j i j i j i j j i ij j i j i j i j j i ij j i j i j i j j i ij Y Y X X D D D t Z Y X t W Z Z t Z Y X t V Y Y t Z Y X t U X Xj i D 为i 个烟团从源点释放后到tj 时刻所经过的距离。