环境系统分析教程之箱式大气质量模型

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

度常数；Q为污染源的源强；u为平均风速；t为时间坐标
一、单箱模型
3. 模型的解
dC ubh ( C C ) lbQ 若K=0，则控制方程为 lbh 0 dt
以上控制方程的初始条件为：t=0时，C=C0；
其解析解为：
Ql C C [ 1 e 0 uh
u t l
]
Ql 当t=∞时， CP C 0 uh
若K≠0，则其解析解为：
Q C u 0K ( K)t h l C C [ 1 e ] 0 u K l
当t=∞时， C P
Q C0 K C0 h u K l
思考
已知某工业基地位于一山谷地区，计算的混合高度h=120m，该地区长
45km，宽5km，上风向的风速为2m/s，SO2的本地浓度为0。该基地建 成后的计划燃煤量为7000t/d，煤的含硫量为3%，SO2转化率为85%，
2 2 2 C C C C C u E E E x x 2 y 2 2 t x x y z z
各种高架点源模型的基础
一、无边界的点源模型
1. 瞬时单烟团正态扩散模型
瞬时释放的单烟团正态扩散模型是一切正态扩散模型的基础。 假设点源位于坐标原点，释放时间为t=0，在无边界的大气环 境中，瞬间排出的一个烟团将沿三维方向扩散。基于上述基 本运动方程及对应假设条件，得空间任一点、任一时刻的污 染物浓度：
1. 瞬时单烟团正态扩散模型
令三个坐标方向上的污染物分布的标准差为：
2 2 2 σ 2E t ， σ 2E t ， σ 2E t x x y y z z
2 2 2 (y u t) M (x u t) (z u t) y x z C(x, y, z, t) exp 2 2 2 3 σ 2 σ 2 σ 8 π σ σ σ x y z 2 x y z

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。

第一节
¾ 盒子模式是最简单的空气质量模式
欧拉盒子模式
¾ 欧拉盒子模式把模拟区域设想为一个 简单的盒子： 底部为地面，面积一般几百平方公里 盒子顶通常为混合层顶 在东西南北存在假想的盒子侧面 ¾假设污染源排放的污染物在盒子内部 瞬时混合均匀 ¾ 盒子内部的污染物与外部的交换一般 通过风传输及混合层的变化实现（即盒 子高度的变化）
0 dc s q s vs cs − cs = − kc s − c s + dt H H τr
解析解：
cs (t ) =
A⎞ A ⎛ + ⎜ c s (0) − ⎟e − Bt B⎠ B ⎝
其中， 0 qs c s A= + = 2(源排放 ) + 0.1(输入 ) = 2.1μg / m 3 / h (源项) H τr
v dc s q s = − kc s − s c s dt H H
解析解： 其中，
D=
0 (初始条件： c s (0) = c s )
cs (t ) =
D ⎛ 0 D ⎞ − Et + ⎜ c s − ⎟e E⎠ E ⎝
qs = 2(源排放 ) = 2 μg / m 3 / h (源项) H
vs E=k+ = 0.03( 反应消耗 ) + 0.036(干去除 ) = 0.066h −1 (汇项) H
类似的，y方向和z方向上传输导致的单位时间内气 体浓度的变化分别为：
−
∂ ( Fy ) ∂y
=−
∂ ( Fz ) ∂ (vn) ∂ ( wn) =− ; − ∂y ∂z ∂z
因此，可以用如下的公式来表达该体积内气体浓度随时间的变化：
∂n ∂ ( un) ∂ (vn) ∂ ( wn) − − + P − L = −∇ ⋅ (Un) + P − L =− ∂t ∂x ∂y ∂z