[高等教育]第五章 環(huán)境預(yù)測(cè)統(tǒng)計(jì)ppt課件

1、第五章 環(huán)境預(yù)測(cè)統(tǒng)計(jì)5 環(huán)境質(zhì)量預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì) 5.1 大氣環(huán)境影響的統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè) 5.2 水環(huán)境影響的統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè) 5.3 聲環(huán)境影響統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè) 5.4 土壤環(huán)境統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)5.1 大氣環(huán)境影響的統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè) 污染物排入大氣候，對(duì)環(huán)境的影響常用如下統(tǒng)計(jì)方式預(yù)測(cè)。 高架延續(xù)點(diǎn)源分散方式高斯方式 地面延續(xù)點(diǎn)源分散方式 熏煙型分散方式 顆粒物分散方式5.1.1 高架延續(xù)點(diǎn)源分散方式高斯方式5.1.1.1 高斯方式的四點(diǎn)假設(shè)1污染物濃度在空間中每個(gè)斷面按高斯分布正態(tài)分布。2在整個(gè)空間中，風(fēng)速是均勻的，穩(wěn)定的。3源強(qiáng)是延續(xù)均勻的。4在分散過程中污染物質(zhì)量是守恒的。5.1.1.2 無界空間點(diǎn)的濃度u1.5m/s 式中： Q

2、 單位時(shí)間排放量，mg/s； 分別為程度、垂直方面上的分散方差，m； 排氣筒出口處的平均風(fēng)速，m/s。 F 校正項(xiàng)； h 混合層高度，m； H 排氣筒有效高度，m；在一、二級(jí)評(píng)價(jià)工程的預(yù)測(cè)中，k取4，在三級(jí)評(píng)價(jià)工程的預(yù)測(cè)中，k取0，此時(shí)，F(xiàn)2exp( ) 。 、 通?？杀硎緸橐韵潞瘮?shù)方式： 、 r1、r2、a1、a2查1993年9月18發(fā)布的附錄B。zy、u222zHyz11ayxr12azxrFyuQCyzy)2exp()2(22kknzzHnhHnhF222222exp22exp5.1.1.3 地面點(diǎn)的濃度污染物到達(dá)地面的濃度，按下式計(jì)算：式中 H 煙囪的有效高度，m；其他符號(hào)同前。)2e

3、xp()2exp(C2222H)y,(x,zzzyHyuQ5.1.1.4 地面軸線的濃度地面濃度是以x軸為對(duì)稱的，軸線上x上具有最大值，向兩側(cè)y的方向逐漸減小。因此，在44式中，令y=0，地面軸線濃度為： 、 是間隔x的函數(shù)，隨x的增大而增大，這樣，必然在某一間隔x處出現(xiàn)濃度C的最大值。地面軸線濃度最大值的計(jì)算式為：式中地面軸線濃度最大值出現(xiàn)的間隔計(jì)算式為：yz)2exp(C22(x,0,0)zzyHuQ12(x,0,0)max2CPHueQ)1 ()1 ()1 (2212121)1(2121/2112121aaeaaHaarrPaaaa22212112max)1 ()(aaaarHX5.1.

4、2 地面延續(xù)點(diǎn)源分散方式1當(dāng)有效源高H0時(shí)，由高架延續(xù)點(diǎn)源的分散方式可得到：2地面延續(xù)點(diǎn)源在地面軸線上的濃度y=0，按下式計(jì)算：)2exp(C22y,0)(x,yzyyuQzyuQ0) y, (x,C5.1.3 熏煙型分散方式 定義熏煙型分散方式，也叫漫煙型分散方式。夜間，在輻射逆溫存在時(shí)，由高架源排入穩(wěn)定大氣層的污染物，在排煙口上方構(gòu)成一條狹長的高濃度煙流區(qū)，日出后，太陽輻射逐漸添加，地面逐漸變暖，逆溫從地面開場(chǎng)破壞，逐漸向上開展；受熱力湍流作用，逆溫破害處煙流中的污染物依次發(fā)生劇烈的向下混協(xié)作用，這個(gè)過程稱為熏煙過程。整個(gè)過程普通繼續(xù)半小時(shí)左右。 地面污染物濃度計(jì)算為了估算在逆溫破壞熏煙條

5、件下的地面污染物濃度，假設(shè)煙流原來是排入穩(wěn)定層內(nèi)的，當(dāng)逆溫衰退到高度hf時(shí)，在高度hf以下的污染物濃度的鉛直分布為均勻的，這時(shí)地面的污染物濃度計(jì)算式為： phf-H/式中 為熏煙條件下的分散參數(shù)； (p)原穩(wěn)定形狀下的煙羽進(jìn)入混合層的份額。 yfffhuQC2)()2exp(22pyyfz8Hyyfyf當(dāng)逆溫消逝在煙囟的有效高度時(shí)，假設(shè)煙流的一半向下混合，另一半那么留在上部穩(wěn)定的大氣層中，這時(shí)地面的污染物濃度為：地面軸線y=0上的污染物濃度為：當(dāng)逆溫衰退的高度hf恰好位于煙流的上邊緣時(shí)，煙流全部向下垂直混合，使地面濃度到達(dá)極大值，此時(shí)，地面污染物濃度為：式中： 。地面軸線y=0上的污染物濃度為

6、：yfffhuQC2)2exp(22yfyyffhuHQC2)2exp(222yfyffyhuQC)(2mHhzfyffhuQC25.1.4 顆粒物分散方式顆粒物分散方式 當(dāng)顆粒污染物的粒徑大于15m時(shí)，必需思索顆粒物在大氣中的沉降，即顆粒物受重力作用，煙羽中心軸向下傾斜，其地面濃度用煙羽傾斜方式計(jì)算：式中 a 塵粒子的地面反射系數(shù)，其詳細(xì)值見表5.1。Vg 塵粒沉降速度，m/s；g 重力加速度； d、 p 塵粒的直徑、密度； 空氣動(dòng)力黏性系數(shù)。2)(2exp2)1 (2222zgyzypHuxVyuQaC182gdVg5.1.5 5.1.5 預(yù)測(cè)參數(shù)的估算預(yù)測(cè)參數(shù)的估算 在預(yù)測(cè)統(tǒng)計(jì)模型中，運(yùn)

7、用了各種預(yù)測(cè)參數(shù)，這些參數(shù)都是對(duì)多種實(shí)踐情況中的環(huán)境條件等進(jìn)展統(tǒng)計(jì)歸納的結(jié)果，這也是將各種模型統(tǒng)稱為統(tǒng)計(jì)模型的緣由。常用參數(shù)的準(zhǔn)確估算，是預(yù)測(cè)統(tǒng)計(jì)模型有效性的根底。 5.1.5.1 5.1.5.1 大氣穩(wěn)定度大氣穩(wěn)定度 定義大氣穩(wěn)定度指大氣穩(wěn)定程度。 分類當(dāng)運(yùn)用常規(guī)氣候資料時(shí)，大氣穩(wěn)定度等級(jí)可采用修訂的帕斯奎爾Pasquill穩(wěn)定度分級(jí)法簡記PS，分為強(qiáng)不穩(wěn)定、不穩(wěn)定、弱不穩(wěn)定、中性、較穩(wěn)定和穩(wěn)定六級(jí)，分別表示為A、B、C、D、E、F。 影響要素 大氣穩(wěn)定度主要受太陽輻射等級(jí)和地面風(fēng)速影響，而太陽輻射等級(jí)由云量與太陽高度角決議。 計(jì)算確定大氣穩(wěn)定度等級(jí)時(shí)，首先據(jù)云量與太陽高度角按表5.2查出太

8、陽輻射等級(jí)數(shù)，再由太陽輻射等級(jí)數(shù)與地面風(fēng)速按表5.3查找穩(wěn)定度等級(jí)。 太陽高度角h0計(jì)算公式h0=arcsin(sinsin+coscos(15t+300)式中： h0 太陽高度角，deg； 當(dāng)?shù)鼐暥?，deg； 當(dāng)?shù)亟?jīng)度，deg； 太陽傾角，deg； 360dn/365，deg； dn 一年中日期序數(shù)，0、1、2364。 t 進(jìn)展觀測(cè)時(shí)的北京時(shí)間。5.1.5.2 5.1.5.2 大氣混合層高度大氣混合層高度 當(dāng)大氣穩(wěn)定度為A、B、C和D時(shí)： 當(dāng)大氣穩(wěn)定度為E和F時(shí)： f=2 sin式中 h 混合層厚度E、F時(shí)指近地層厚度，m；u10 10m高度處平均風(fēng)速，m/s；大于6 m/s時(shí)取為6 m/s

9、；as, bs 混合層系數(shù),見表5.4；f 地轉(zhuǎn)參數(shù)； 地轉(zhuǎn)角速度，取7.2910-5rad/s； 地理緯度,deg。fuahs10fubhs105.2 水環(huán)境影響的統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)水環(huán)境影響的統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)5.2.1 5.2.1 水環(huán)境影響預(yù)測(cè)的污染物、模型、參數(shù)確實(shí)定水環(huán)境影響預(yù)測(cè)的污染物、模型、參數(shù)確實(shí)定5.2.1.1 5.2.1.1 預(yù)測(cè)污染物確實(shí)定預(yù)測(cè)污染物確實(shí)定確定原那么確定原那么第一，在工程建立、消費(fèi)運(yùn)轉(zhuǎn)包括正常和不正常排放第一，在工程建立、消費(fèi)運(yùn)轉(zhuǎn)包括正常和不正常排放兩種、效力期滿后各階段及不同評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)級(jí)別中，兩種、效力期滿后各階段及不同評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)級(jí)別中，應(yīng)分別確定擬預(yù)測(cè)污染物；應(yīng)分別確定擬預(yù)

10、測(cè)污染物；第二，擬預(yù)測(cè)污染物的種類應(yīng)包括常規(guī)污染物、特征污第二，擬預(yù)測(cè)污染物的種類應(yīng)包括常規(guī)污染物、特征污染物和敏感污染物，或應(yīng)包括非耐久性污染物、耐久染物和敏感污染物，或應(yīng)包括非耐久性污染物、耐久性污染物、酸堿污染物和廢熱；性污染物、酸堿污染物和廢熱；第三，擬預(yù)測(cè)污染物的數(shù)目應(yīng)充分但不宜過多，普通少第三，擬預(yù)測(cè)污染物的數(shù)目應(yīng)充分但不宜過多，普通少于環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查污染物的數(shù)目。于環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查污染物的數(shù)目。 選擇方法選擇方法基于總量控制與水環(huán)境功能的要求，可按污染基于總量控制與水環(huán)境功能的要求，可按污染物排放目的物排放目的ISE的大小順序，從環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查污染物的大小順序，從環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查污染物中選擇

11、擬預(yù)測(cè)污染物。中選擇擬預(yù)測(cè)污染物。式中式中 ISE污染物排放目的；污染物排放目的； cp污染物排放濃度，污染物排放濃度，mg/L； Qp污水排放量，污水排放量，m3/s； cs污染物排放規(guī)范，污染物排放規(guī)范，mg/L； ch河流上游污染物濃度，河流上游污染物濃度，mg/L； Qh河水的流量，河水的流量，m3/s。hhsppQccQcISE)(5.2.1.2 預(yù)測(cè)模型確實(shí)定預(yù)測(cè)模型確實(shí)定 1完全混合模型 式中 c 污水與河水混合后的濃 度，mg/L；cp排放口上游污染物的 濃度，mg/L，Qp河流的流量，mg/s；ch排放口污染物的濃度 ，mg/L；Qh排放污水量，mg/s。)/()(hphhp

12、pQQQcQcc2零維模型= 式中 河水的流速，m/s；l 排污口下游河段的長度，m；c0 河段始端的污染物濃度，m3/s；c 河段終端的污染物濃度，m3/s； k 污染物的衰減速度常數(shù)； t河水流動(dòng)時(shí)間，s。ulkcc10ktc103一維水質(zhì)模型 是運(yùn)用最廣的一種水質(zhì)模型，其中，一維穩(wěn)態(tài)水質(zhì)模型和忽略彌散的一維穩(wěn)態(tài)水質(zhì)模型運(yùn)用最方便。一維穩(wěn)態(tài)水質(zhì)模型式中 cx排污口下游間隔x處的污染物濃度，mg/L；k1污染物降解的速率常數(shù)，d-1或h-1；Dx縱向分散系數(shù)，m2/s ；河水的流速，m/s；2141uDKmxxmDuccxx12exp0 忽略彌散的一維穩(wěn)態(tài)水質(zhì)模型由于 ，故上式變?yōu)椋杭?，只?/p>

13、知道污染物在初始斷面的濃度和降解速率常數(shù)K1值，即可求排污口下游某一點(diǎn)的污染物濃度。uxKccx86400/exp1086400/exp0Ktcctvx4BODDO藕合模型亦簡稱為SP模型。其數(shù)學(xué)解析表達(dá)為：(5.32)式中 L 河水中的BOD值；L0 河流起點(diǎn)的BOD值；D 河水中的氧虧值；D0 河流起點(diǎn)的氧虧值；k1 河水中BOD衰減耗氧系數(shù)；k2 河流復(fù)氧系數(shù)；t 河水的流行時(shí)間。86400/10teLLk86400/086400/86400/1201221)(tktktkeDeekkLkD公式(5.32)提示了河流的氧虧變化規(guī)律，假設(shè)以河流的溶解氧DO來表示，那么(5.32)表述為式中

14、， 河流中的溶解氧； 飽和溶解氧值。通常，人們最關(guān)懷的是河流溶解氧濃度的最低點(diǎn)臨界點(diǎn)，由于在臨界點(diǎn)時(shí)，水環(huán)境中生物化學(xué)過程發(fā)生猛烈變化，出現(xiàn)混沌態(tài)的突變或量變。臨界點(diǎn)氧虧值為：式中Dc 臨界點(diǎn)的氧虧值；tc臨界氧虧發(fā)生時(shí)間。86400/086400/86400/1201221tktktkOOOeDeekkLkcDccSSOcSOc86400/0211 ctkceLkkD)(1 ln86400101201212kLkkDkkkktc 定義河流水質(zhì)模型中的參數(shù)，如彌散系數(shù)D、耗氧速率常數(shù)k1、大氣復(fù)氧系數(shù)k2等，是表征河流水體發(fā)生的物理、化學(xué)和生物過程的動(dòng)力學(xué)常數(shù)，它們直接決議模型的準(zhǔn)確性和可靠性

15、。確定這些參數(shù)，稱參數(shù)的估算或參數(shù)測(cè)辨，是水質(zhì)模型運(yùn)用中的中心任務(wù)，也是難度最大的任務(wù)。 參數(shù)估算 縱向彌散系數(shù)Dx的估算 耗氧系數(shù)K1的估算 大氣復(fù)氧系數(shù)K2的估算5.2.1.3 預(yù)測(cè)模型參數(shù)確實(shí)定預(yù)測(cè)模型參數(shù)確實(shí)定 1 縱向彌散系數(shù)Dx的估算縱向彌散系數(shù)是反映天然河流縱向遷移混合特性的重要參數(shù)，在河流水質(zhì)預(yù)測(cè)尤其是事故性排放和走漏對(duì)下游及河口區(qū)水質(zhì)的影響預(yù)測(cè)方面起著非常重要的作用。確定縱向彌散系數(shù)的方法歸納起來有實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)和野外實(shí)驗(yàn)兩類。實(shí)驗(yàn)室閱歷公式法a、埃爾德(Elder)公式式中 x閱歷系數(shù)； 河流平均水深，m； 摩阻流速，m/s；g 重力加速度，m/s2；S 水力坡度；SHgu *

16、b、菲希爾(Fischer)公式式中 平均流速，m/s；b河寬，m。野外示蹤實(shí)驗(yàn)法式中 下游斷面示蹤劑的平均濃度，mg/L；W 示蹤劑質(zhì)量，g；A 斷面面積，m2； 平均流速，m/s；t 時(shí)間，s；x 下游斷面距投放點(diǎn)的間隔，m。Cxv2耗氧系數(shù)K1的估算K1常用三種方法估算，即實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估算、野外監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)估算內(nèi)梅羅法和始末兩點(diǎn)法估算。3大氣復(fù)氧系數(shù)K2的估算 流動(dòng)的水體從大氣中吸收氧氣的過程稱為復(fù)氧過程，也稱曝氣。天然河流水中溶解氧濃度的變化率可表達(dá)為： 式中 K2復(fù)氧系數(shù)，d-1 ；OS飽和溶解氧濃度，mg/L；O溶解氧濃度，mg/L；D溶解氧的飽和差，mg/L。5.2.2 耐久性污染物分散

17、預(yù)測(cè)耐久性污染物分散預(yù)測(cè) 定義 耐久性污染物是指在地表水中很難由于物理、化學(xué)、生物作用而分解、沉淀或揮發(fā)的污染物。 分類 耐久性無機(jī)污染物如Pb、Cd、Hg、As等重金屬 耐久性有污染物如有機(jī)氯農(nóng)藥、PCBS、PCDDS/DES。嚴(yán)厲而言，重金屬可以經(jīng)過沉淀由水相轉(zhuǎn)移至固相，有機(jī)氯類污染物可以揮發(fā)隨大氣流場(chǎng)遷移，并可在兩極地域沉降“蒸餾效應(yīng)。5.2.2.1 河流分散預(yù)測(cè)河流分散預(yù)測(cè) 假設(shè)含耐久性污染物的污水排入無支流和其他排污口污水進(jìn)入的河流，在下游某點(diǎn)，污水和河水將完全均勻混合完全混合斷面，那么該斷面的污染物濃度按河流完全混合模型計(jì)算見5.2.1.2。5.2.2.2 河口與感潮河流河網(wǎng)分散預(yù)

18、測(cè)河口與感潮河流河網(wǎng)分散預(yù)測(cè) 一維河口水質(zhì)模型為：式中 Dx 縱向分散系數(shù)； r 污染物的衰減速率，g/m3/d； s 系統(tǒng)外輸入污染物的速率，g/m3/d； ux不思索潮汐作用，由上游來水(凈泄量)產(chǎn)生的流速，m/s。0)()(srcuddddddDxxxcxx5.2.2.3 湖泊水庫分散預(yù)測(cè)湖泊水庫分散預(yù)測(cè) 1小湖庫對(duì)水停留時(shí)間長、水質(zhì)根本穩(wěn)定的中小型湖庫，可以看作均勻混合的水體，采用沃蘭偉德Vollenwelder模型即湖泊完全混合模型進(jìn)展預(yù)測(cè)。式中 ct在t時(shí)辰的污染物濃度，mg/L； t時(shí)間，s ； V湖泊庫的容積，m3；c0湖泊庫中污染物原始濃度，mg/L。 污染物的平均排入量，m

19、g/s； 污染物排入量，mg/s； cp 污水中污染物濃度，mg/L；q 污水排放量，m3/s。 Q出入湖泊庫流量，m3/s； k1污染物衰減或沉降速率系數(shù)，s-1。2大湖(庫)一、二、三級(jí)評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)均可采用卡拉烏舍夫模型進(jìn)展預(yù)測(cè)。卡拉烏舍夫以為，當(dāng)湖泊的流速小，風(fēng)浪不大時(shí)，思索湖泊的分散流場(chǎng)與湍流作用，排放的污染物呈扇形分散，見以下圖。耐久性污染物的卡拉烏舍夫分散模型為:式中 cr 預(yù)測(cè)點(diǎn)的污染物濃度，mg/L；cp 擬建工程污水中的污染物濃度，mg/L；cr0離排放口充分遠(yuǎn)處的污染物濃度，mg/L；添加內(nèi)容q 排入湖中的污水量，m3/d；r 預(yù)測(cè)點(diǎn)離排污口間隔，m；r0 對(duì)照點(diǎn)離排污口間隔，

20、m；E 徑向湍流混合系數(shù)，m2/d；H 污水分散區(qū)平均水深，m； 污水在湖中的分散角。5.2.2.4 海灣分散預(yù)測(cè)海灣分散預(yù)測(cè) 一、二級(jí)評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)采用ADI法; 三級(jí)評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)宜采用約瑟夫新德那 (Joseph-Sendner) 模型,該模型以大湖的分散模型為根底，再迭加潮汐漲落周期運(yùn)動(dòng)所構(gòu)成的水力學(xué)作用。它假設(shè)污水排入海灣后呈扇形分散，見圖5.2所示。約新模型的解為：5.2.3 非耐久性污染物分散預(yù)測(cè)非耐久性污染物分散預(yù)測(cè) 定義 非耐久性污染物是指可因生物的降解代謝作用而逐浙減少的污染物，例如耗氧有機(jī)物。 5.2.3.1 河流分散預(yù)測(cè)河流分散預(yù)測(cè) 對(duì)不同的納污河流，可以選擇不同的預(yù)測(cè)模型，較簡約

21、的是一維動(dòng)態(tài)模型。一維模型的解為：式中 ux 河流的平均流速，m/d或m/s；Dx 污水與河水的縱向混合系數(shù)，m2/d或m2/s；k 污染物的衰減系數(shù)，d-1或s-1；x 從排放口向下游流經(jīng)的間隔，m。普通情況下，推流構(gòu)成的污染物遷移作用要比彌散作用大得多，彌散作用可以忽略，那么：)411 (2exp20 xxxxuKDDxucc5.2.3.2 河口與感潮河流河網(wǎng)分散預(yù)測(cè)河口與感潮河流河網(wǎng)分散預(yù)測(cè) 假設(shè)排放的污水能在河道斷面上與河水迅速充分混合再注入大型河口，那么可用一維動(dòng)態(tài)混合模型預(yù)測(cè)河口恣意時(shí)辰的水質(zhì)。一維動(dòng)態(tài)水質(zhì)模型為：Spi可由下式計(jì)算：pixxSkcxcADxAxcutc)(15.2

22、.3.3 湖泊水庫分散預(yù)測(cè)湖泊水庫分散預(yù)測(cè) 卡拉烏舍夫分散模型也適用于非耐久性污染物的湖泊水庫分散，在湖水流速小，風(fēng)浪不大，湖水稀釋分散差，湍流仍起作用的情況下，卡拉烏舍夫分散模型可簡化為：式中 c0 排放口污染物濃度，mg/L；k1 污染物降解速率系數(shù)，d1； 污水在湖中的分散角；H 污水分散區(qū)平均水深，m；r 預(yù)測(cè)點(diǎn)離排污口間隔，m；q 排入湖中的污水量，m3/d；ch湖中污染物原濃度，mg/L；k1取決于有機(jī)污染物性質(zhì)、湖水理化性質(zhì)和湖泊水文氣候情況等，需經(jīng)過實(shí)測(cè)或?qū)嶒?yàn)方法確定。hcqHrkcc172800exp2105.2.3.4 海灣分散預(yù)測(cè)海灣分散預(yù)測(cè) 由于非耐久性污染物在海灣中的

23、降解衰減遠(yuǎn)小于混合衰減，所以可將非耐久性污染物視為耐久性污染物進(jìn)展預(yù)測(cè)。5.3 聲環(huán)境影響統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)聲環(huán)境影響統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè) 5.3.1 5.3.1 預(yù)測(cè)點(diǎn)和預(yù)丈量預(yù)測(cè)點(diǎn)和預(yù)丈量5.3.1.15.3.1.1預(yù)測(cè)點(diǎn)預(yù)測(cè)點(diǎn)預(yù)測(cè)的受聲點(diǎn)均選擇在現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)點(diǎn)的同一位置，以比預(yù)測(cè)的受聲點(diǎn)均選擇在現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)點(diǎn)的同一位置，以比較敏感點(diǎn)的噪聲變化程度。較敏感點(diǎn)的噪聲變化程度。5.3.1.25.3.1.2預(yù)丈量預(yù)丈量等效延續(xù)等效延續(xù)A A聲級(jí)聲級(jí)Leq Leq ，按下式計(jì)算，按下式計(jì)算式中式中 Leq Leq 在在T T段時(shí)間內(nèi)的等效延段時(shí)間內(nèi)的等效延續(xù)續(xù)A A聲級(jí)，聲級(jí)，dB(A)dB(A)；Lt tLt t時(shí)辰的瞬時(shí)時(shí)

24、辰的瞬時(shí)A A聲級(jí)，聲級(jí)，dB(A)dB(A)；T T 延續(xù)取樣的總時(shí)間，延續(xù)取樣的總時(shí)間，minmin。由于噪聲丈量實(shí)踐上是采取等間隔取樣的，所以由于噪聲丈量實(shí)踐上是采取等間隔取樣的，所以LeqLeq又可按下式計(jì)算又可按下式計(jì)算TLeqdtTLt01 . 0101lg105.3.2 噪聲的衰減噪聲的衰減 噪聲從聲源傳播到受聲點(diǎn)，因傳播發(fā)散、空氣吸收、阻撓物的反射和屏障等要素的影響，會(huì)產(chǎn)生衰減。為了保證噪聲影響預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性，對(duì)于由上述各要素所引起的衰減值需仔細(xì)思索，不能恣意忽略。噪聲在傳播過程中的衰減噪聲被空氣吸收的衰減墻壁屏障效應(yīng)戶外建筑物的聲屏效應(yīng)植物的吸收屏障效應(yīng)阻撓物的反射效應(yīng)5

25、.3.2.1 噪聲在傳播過程中的衰減噪聲在傳播過程中隨間隔添加而產(chǎn)生的發(fā)散衰減與噪聲固有頻率無關(guān)。1點(diǎn)聲源隨傳播間隔添加產(chǎn)生的衰減衰減值按下式計(jì)算：式中 L1經(jīng)r間隔后衰減的值，dB；r 點(diǎn)聲源至受聲點(diǎn)的間隔，m。從間隔點(diǎn)聲源rl處至間隔點(diǎn)聲源r2處，噪聲的衰減值按下式計(jì)算：2線聲源隨傳播距添加產(chǎn)生的衰減衰減值按下式計(jì)算：式中 Ll 經(jīng)間隔后衰減的值，dB；r 線聲源至受聲點(diǎn)的間隔，m；l 線聲源的長度，m。當(dāng)r/l 1/10時(shí)，可視為無限長線聲源。此時(shí)，在間隔線聲源rl處至r2處的衰減值按下式計(jì)算當(dāng)r/l 1時(shí)，線聲源可視為點(diǎn)聲源。rLL21lg1013面聲源隨傳播間隔的添加產(chǎn)生的衰減設(shè)面聲

26、源短邊為，長邊為，傳播間隔為，噪聲衰減有如下規(guī)律：當(dāng) ，在r處L1 = 0 ；當(dāng) ，在r處，間隔r每添加一倍，L1 = 03dB；當(dāng) ，在r處，間隔r每添加一倍，L1 = 36dB；當(dāng)rb，在r處，間隔r每添加一倍，L1 = 6 dB。ababb5.3.2.2 噪聲被空氣吸收的衰減噪聲被空氣吸收的衰減 空氣吸收聲波而引起聲衰減與聲波頻率、大氣壓、溫度、濕度有關(guān)，被空氣吸收的衰減值可由下式計(jì)算：式中， L2空氣吸收呵斥的衰減值，dB； 空氣吸聲系數(shù)，dB/100m；r 聲波傳播間隔，m。當(dāng)聲源位于硬平面上時(shí)，L26106 fr式中 f 噪聲的倍頻帶幾何平均頻率，Hz；r 噪聲源與受聲點(diǎn)的間隔，m

27、；在實(shí)踐預(yù)測(cè)任務(wù)中，為了簡化計(jì)算手續(xù)，通常把間隔衰減和空氣吸收衰減兩項(xiàng)合并，并用下式計(jì)算：L2 = 20lg r + 6106 fr + 805.3.2.3 墻壁屏障效應(yīng)墻壁屏障效應(yīng) 建筑物的墻壁總隔聲量為 TLLp1Lp210lg( 1/4S/A) (5.67)式中 Lp1室內(nèi)混響噪聲級(jí)，dB；Lp2室外1cm處的噪聲級(jí)，dB；S 墻壁的阻撓面積，m2；A 受聲室內(nèi)吸聲量，m2。 于是，墻壁阻撓的噪聲衰減值為 L3 = TL10lg1/4S/A (5.68)式中 L3墻壁阻撓產(chǎn)生的衰減值，dB； 對(duì)多種質(zhì)料的組合墻而言，總隔聲量按下面兩式計(jì)算：式中均值組合墻的平均透射系數(shù)；S 組合墻的總外表

28、積，m2。各質(zhì)料的透射系數(shù)不同，墻5105，門1010-1，窗3.7102。5.3.2.4 戶外建筑物的聲屏障效應(yīng)戶外建筑物的聲屏障效應(yīng) 所謂“戶外建筑物，普通指用于鐵路和公路隔聲的建筑，其隔聲效應(yīng)受聲源、接納點(diǎn)、屏障的位置，屏障高度，屏障長度，屏障構(gòu)造性質(zhì)影響。通常，先根據(jù)聲源、接納點(diǎn)、屏障三者的間隔及聲音的頻率算出菲涅耳數(shù)N，然后，從圖5.3的曲線查出相對(duì)應(yīng)的衰減值dB。菲涅耳數(shù)N為：3.5.2.5 植物的吸收屏障效應(yīng)植物的吸收屏障效應(yīng) 聲波經(jīng)過高于聲線1m以上的密集植物叢時(shí)，即會(huì)因植物阻撓而產(chǎn)生聲衰減。闊葉林地帶的聲衰減值見表5.7。表5.7 闊葉林地帶的聲衰減值 (dB/10m)研討顯

29、示，在普通情況下，對(duì)1000Hz的聲音，松樹林帶的衰減為3dB/10m，杉樹林帶的衰減為2.8dB/lOm，槐樹林帶的衰減為3.5dB/10m，而高30cm的草地的衰減僅為0.7dB/10m。5.3.2.6 阻撓物的反射效應(yīng)阻撓物的反射效應(yīng) 在工業(yè)噪聲預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)中，對(duì)于阻撓物的反射效應(yīng)普通粗略地用鏡像聲源法來處置。以下圖為反射的鏡像聲源表示圖。從上圖可以看出，噪聲從聲源傳播到受聲點(diǎn)有直接和反射兩條途徑。當(dāng)直接和反射途徑相近，反射聲場(chǎng)滿足表5.8條件時(shí)，反射效應(yīng)為L4=10lg(1P)式中 p反射外表的能量反射系數(shù)，參見表4-9。當(dāng)直接和反射途徑相差很大，反射聲場(chǎng)滿足表5.8條件時(shí)，可先用鏡像源法

30、求出反射的鏡像聲功率級(jí)，再預(yù)測(cè)受聲點(diǎn)的反射效應(yīng)。鏡像聲源的聲音功率級(jí)為Lw()m = Lw(/)10lgp 式中 Lw(/)聲源在/向上的聲功率級(jí)；p反射外表的能量反射系數(shù)。反射效應(yīng)為L4 = Lw()mLw(/) 式中 Lw()m鏡像源聲功率級(jí)；Lw(/)聲源聲功率級(jí)；、/方向函數(shù)。該當(dāng)留意，因反射系數(shù)P與頻率有關(guān)，因此，反射作用L4是頻率的函數(shù)。5.3.3 預(yù)測(cè)方式預(yù)測(cè)方式 工業(yè)消費(fèi)、工程施工、公路鐵路和飛機(jī)場(chǎng)等的預(yù)測(cè)方式各不一樣，本節(jié)僅就工業(yè)企業(yè)消費(fèi)和施工工程中的環(huán)境噪聲預(yù)測(cè)方式選用作簡要討論，其他環(huán)境噪聲預(yù)測(cè)請(qǐng)讀者參閱有關(guān)專著或文獻(xiàn)。5.3.3.1 工業(yè)企業(yè)消費(fèi)噪聲預(yù)測(cè)工業(yè)企業(yè)消費(fèi)噪聲

31、預(yù)測(cè) 工礦企業(yè)中的噪聲源分為室內(nèi)聲源和室外聲源，其影呼應(yīng)分別預(yù)測(cè)。1室外聲源計(jì)算第i個(gè)噪聲源在第j個(gè)預(yù)測(cè)點(diǎn)的倍頻帶聲壓級(jí)式中 第i個(gè)噪聲源在參考位置r0處的倍頻帶聲壓級(jí)，dB；發(fā)散衰減量，dB； 屏障衰減量，dB；空氣吸收衰減量，dB； 附加衰減量，dB。假設(shè)知第i個(gè)噪聲源的倍頻帶聲功率級(jí)為，并假設(shè)聲源位于地面上半自在場(chǎng)，那么其倍頻帶聲壓級(jí)為式中 Lwioct 第i個(gè)噪聲源的倍頻帶聲壓級(jí)，dB；r0參考位置r0距聲源的間隔，m；)()()(0excatmbardivoctoctoctoctroctiroctijAAAALL)(0roctiL8lg20)(0owioctroctirLL把倍頻帶聲

32、壓級(jí)合成為A聲級(jí)假設(shè)知第i個(gè)噪聲源的A聲功率級(jí)為 ，那么)()()(0excatmbardivrAioutAijAAAALL8lg200)(0rLLwAirAiwAiL2室內(nèi)聲源室內(nèi)噪聲源對(duì)受音點(diǎn)的影響預(yù)測(cè)，可經(jīng)過等效室外聲源轉(zhuǎn)換過程完成。計(jì)算廠房內(nèi)第i個(gè)聲源在室內(nèi)接近圍護(hù)構(gòu)造處的聲級(jí)式中 LWi該廠房內(nèi)第i個(gè)聲源的聲功率級(jí)；Q聲源的方向性因數(shù)，在普通情況下，位于地面上聲源的Q2；r1室內(nèi)點(diǎn)距聲源的間隔；R房間常數(shù)。計(jì)算廠房內(nèi)k個(gè)聲源在室內(nèi)接近圍護(hù)構(gòu)造處的聲級(jí)LP11piLRrQLLiwipi44lg10111 . 01110lg10pLkipL 計(jì)算廠房外接近圍護(hù)構(gòu)造處的聲級(jí)LP2： 式中，

33、TL圍護(hù)構(gòu)造的傳聲損失。把圍護(hù)構(gòu)造當(dāng)作等效室外聲源，再根據(jù)聲級(jí)LP2和圍護(hù)構(gòu)造(普通為門、窗)的面積，計(jì)算等效室外聲源的聲功率級(jí)。按照室外聲源的計(jì)算方法，計(jì)算等效室外聲源在第j個(gè)受音點(diǎn)的聲級(jí) 。假設(shè)室外聲源有n個(gè)，等效室外聲源為m個(gè)，那么第j個(gè)受音點(diǎn)的總聲級(jí)為)(inAkjL)()(11 . 011010lg10inAkjoutAijLmkLniAjL5.3.3.2 工程施工噪聲預(yù)測(cè)工程施工噪聲預(yù)測(cè) 施工噪聲與其他噪聲有幾點(diǎn)不同，其一，施工噪聲由不同種類的設(shè)備發(fā)出的，其二，設(shè)備的運(yùn)作是間歇性的，所以施工噪聲也是間歇性和短暫的，其三，施工普通在白天進(jìn)展，因此施工噪聲對(duì)睡眠干擾較少。施工噪聲影響預(yù)

34、測(cè)的步驟如下：1查表確定各類工程在各個(gè)施工階段場(chǎng)地上發(fā)出的等效聲級(jí)Leq。2計(jì)算整個(gè)施工過程中的場(chǎng)地上的等效聲級(jí)Leq。式中 Li第i階段的Leq；Ti第i階段延續(xù)的總時(shí)間；T從開場(chǎng)階段(i1)到施工終了i=N的總延續(xù)時(shí)間；N施工階段數(shù)。3計(jì)算離施工場(chǎng)地邊境x間隔處的Leq的修正系數(shù)ADJ。式中 x離場(chǎng)地邊境的間隔，m。4計(jì)算離施工場(chǎng)地邊境x間隔處的預(yù)測(cè)等效聲級(jí)Leqx5在適當(dāng)?shù)牡貓D上畫出場(chǎng)地周圍Leq的廓線。5.3.4 工業(yè)設(shè)備和典型環(huán)境的噪聲概略工業(yè)設(shè)備和典型環(huán)境的噪聲概略 機(jī)械設(shè)備和典型環(huán)境的噪聲程度，是噪聲預(yù)測(cè)的根底參數(shù)。機(jī)械設(shè)備和典型環(huán)境的噪聲，都有專門的計(jì)算公式和丈量方法，假設(shè)實(shí)測(cè)

35、和公式計(jì)算有困難時(shí)，等級(jí)要求不高的評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)任務(wù)可直接查表獲取上述參數(shù)。5.4 土壤環(huán)境統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)土壤環(huán)境統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè) 目前，土壤環(huán)境統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)主要在土壤污染物累積預(yù)測(cè)、土壤退化預(yù)測(cè)等方向開展研討。5.4.1 土壤污染物累積和污染預(yù)測(cè)土壤污染物累積和污染預(yù)測(cè) 土壤的污染物累積和污染構(gòu)成取決于污染物的輸入、輸出、殘留量，因此，在土壤環(huán)境統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)時(shí)，必需明晰這三方面的情況。5.4.1.1 5.4.1.1 土壤污染物輸入預(yù)測(cè)土壤污染物輸入預(yù)測(cè) 土壤污染物的輸入量，決議于評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)區(qū)內(nèi)原有污染源排入土壤的污染物數(shù)量和建立工程新增的排入土壤的污染物數(shù)量， 因此，必需在詳盡的污染源現(xiàn)狀調(diào)查的根底上，系統(tǒng)全面地搜集建立

36、工程的“三廢資料，并分析、計(jì)算能夠進(jìn)入土壤的污染物種類、形狀、數(shù)量及途徑。5.4.1.2 土壤污染物輸出預(yù)測(cè)土壤污染物的輸出途徑非常復(fù)雜，通常須對(duì)以下途徑的輸出進(jìn)展預(yù)測(cè)。1隨土壤侵蝕的輸出 根據(jù)土壤侵蝕模數(shù)與土壤中污染物含量預(yù)測(cè)污染物的輸出量。2隨作物吸收的輸出根據(jù)作物收獲量與作物中污染物濃度預(yù)測(cè)污染物的輸出量。3隨淋溶作用的輸出根據(jù)經(jīng)過土壤的水份數(shù)量和水中淋溶的污染物含量預(yù)測(cè)污染物的輸出量。土壤的水份數(shù)量和水中淋溶的污染物含量可用模擬實(shí)驗(yàn)求得。4隨物質(zhì)的降解轉(zhuǎn)化的輸出根據(jù)污染物降解轉(zhuǎn)化反響過程預(yù)測(cè)污染物的輸出量。大多數(shù)有機(jī)污染物包括農(nóng)藥均可在各種要素影響下發(fā)生降解而輸出。5.4.1.3 土壤

37、污染物殘留與污染預(yù)測(cè) 土壤污染物的殘留率是指經(jīng)過土壤侵蝕、作物吸收、淋溶和降解等輸出后，保管在土壤中的污染物殘留量占污染物輸入量的百分比，其計(jì)算公式為：式中 f 土壤污染物年殘留率。C 污染物殘留量。C0 污染物輸入量。殘留率可經(jīng)過“黑箱模擬實(shí)驗(yàn)求取，也可經(jīng)過輸入-輸出分析求取。%100oCCf 在獲取殘留率后，即可對(duì)污染物殘留量做出預(yù)測(cè)，并進(jìn)而對(duì)污染趨勢(shì)做出預(yù)測(cè)。 1農(nóng)藥殘留與污染預(yù)測(cè) 假定一次施用農(nóng)藥，土壤農(nóng)藥的初始濃度為C0，一年后的殘留濃度為C，那么該次施用農(nóng)藥的殘留率為f,那么，在每年一次、延續(xù)多年施用農(nóng)藥的情況下，土壤中農(nóng)藥殘留總量為：R= (1+f+f+f+f) C0式中 R殘留

38、總含量，mg/Kg；f 殘留率，%；C一次施用農(nóng)藥在土壤中的濃度；n 延續(xù)施用年數(shù)。當(dāng)n時(shí)，農(nóng)藥殘留總量為：式中 Ra農(nóng)藥在土壤中到達(dá)平衡時(shí)的殘留量。0)11(CfRa當(dāng)n 時(shí)，農(nóng)藥殘留總量為：式中 Ra農(nóng)藥在土壤中到達(dá)平衡時(shí)的殘留量。從上式可以看出，延續(xù)施用農(nóng)藥后土壤中的農(nóng)藥累積量會(huì)不斷添加，但不會(huì)無限添加，到達(dá)一定值后便趨于平衡。此外，還可利用降解常數(shù)計(jì)算殘留量。將各種途徑輸出納入降解常數(shù)，那么農(nóng)藥一次輸入土壤后的殘留量為:式中 R 農(nóng)藥殘留量，mg/Kg；C 農(nóng)藥施用量；k 降解常數(shù)；t 時(shí)間。0)11(CfRaktceR2重金屬累積與污染預(yù)測(cè)重金屬在土壤中的累積服從以下規(guī)律： W = fB+E 式中 W 重金屬在土壤中年累積量，mg/Kg；B 重金屬土壤背景值，mg/Kg；E 重金屬的年輸入量，mg/Kg；f 重金屬在土壤中的年殘留率，%。n年內(nèi)土壤中重金屬的累積量，用下式計(jì)算： W= ffff