大氣污染課后答案-4章

1、四章大氣擴散濃度估算模式4.1污染源的東側(cè)為峭壁，其高度比污染源高得多。設(shè)有效源高為H,污染源到峭壁的距離為L,峭壁對煙流擴散起全反射作用。試推導(dǎo)吹南風時高架連續(xù)點源的擴散模式。當吹北風 時，這一模式又變成何種形式？解：吹南風時以風向為 x軸，y軸指向峭壁，原點為點源在地面上的投影。若不存在峭壁，則有(x,y,z,H)2xp（召伽叨現(xiàn)存在峭壁，可考慮為實源與虛源在所關(guān)心點貢獻之和。實源2 U y z exp(2(z H expz2(z H) 虛源-expz2(2L y)exp2(z H)exp2(z H) 因此-exp(z2y尹)exp2 y(z H)2exp導(dǎo)2 U y zexp(-expz

2、(z H)22 fexp(z H)22 ；刮北風時，坐標系建立不變,2exp (22 2y)exp2 y(z2厚zexp則結(jié)果仍為上式。4.2某發(fā)電廠煙囪高度 120m內(nèi)徑5m排放速度13.5m/s，煙氣溫度為418K。大氣溫度288K, 大氣為中性層結(jié)，源高處的平均風速為 4m/s。試用霍蘭德、布里格斯（x=10H）、國家標準 GB/T13201 - 91中的公式計算煙氣抬升高度。解：霍蘭德公式馬1.5u2.7D)4(1.52.744182885)96.16m。布里格斯公式2.7Qh9.6 10 3TsTaVsD22.79.6 10 3型 13.55229521kW21000 kW且x=21

3、00kVV Ts Ta=130K35KHnoQH1 H ? u 11.303 295211/3 1202/3 4 1 244.93m(發(fā)電廠位于城市近郊，取n=1.303 , n1=1/3 , n2=2/3 )4.3某污染源排出 SO量為80g/s，有效源高為60m煙囪出口處平均風速為6m/s。在當時的氣象條件下，正下風方向500m處的 y 35.3m, z 18.1m，試求正下風方向 500m處SO的地面濃度。解：由大氣污染控制工程P88( 4 9)得丄 exp(U y z806 35.3 18.1eXP(叫)0.0273mg/m318.14.4 解：陰天穩(wěn)定度等級為利用大氣污染控制工程P9

4、5 表 4 4查得x=500m時y 35.3m, z18.1m。將數(shù)據(jù)代入式4 8得(500,50,0,60)(5026 35.3 18.1eXP 2 35.3280)exp(叫)18.130.010mg/m。4.4在題4.3所給的條件下，當時的天氣是陰天，試計算下風向 面濃度和地面最大濃度。解：陰天穩(wěn)定度等級為x=500my=50m處SQ的地D級，利用大氣污染控制工程P95查得x=500m時y 35.3m, z18.1m。將數(shù)據(jù)代入式4 8得(500,50,0,60)80 exp(6 35.3 18.15022 35.32)沖壬)2 18.130.010mg/m。4.5某一工業(yè)鍋爐煙囪高 3

5、0m,直徑0.6m,煙氣出口速度為 20m/s,煙氣溫度為405K,大氣 溫度為293K,煙囪出口處風速 4m/s, SQ排放量為10mg/s。試計算中性大氣條件下 SQ的地面最大濃度和出現(xiàn)的位置。解：由霍蘭德公式求得vsDTs TaH -(1.5 2.7 a D)uTs3(1.542.7405 2934050.6)5.84m，煙囪有效高度為HHsH 30 5.8435.84m。由大氣污染控制工程P89(4 10)、( 4- 11)max時uH 2e yH35.842 、225.34m。取穩(wěn)定度為D級，由表此時y50.1m。代入上式44查得與之相應(yīng)的2maxx=745.6m。104 35.84

6、2e豁 0.231 g/m3。4.6地面源正下風方向一點上，測得 的平均濃度是多少？假設(shè)大氣穩(wěn)定度為 解：由大氣污染控制工程P98 (4 31)3分鐘平均濃度為 B級。3.4 x 103g/m3，試估計該點兩小時y2 y1 (二)41y1( 2 )0.33.02 y1 (當 1h0.05100h , q=0.3 )亠 exp(U y2 ZH2 )13.4 10 32丿2 :3.023.021.1210 3g/m34.7 一條燃燒著的農(nóng)業(yè)荒地可看作有限長線源，其長為150m,據(jù)估計有機物的總排放量為90g/s。當時風速為3m/s,風向垂直于該線源。 試確定線源中心的下風距離400m處，風吹3到1

7、5分鐘時有機物的濃度。假設(shè)當時是晴朗的秋天下午4: 00。試問正對該線源的一個端點的下風濃度是多少?解：有限長線源(x,0,0,H)2Qlexp(P2PTexp(P22)dP。首先判斷大氣穩(wěn)定度,確定擴散參數(shù)。中緯度地區(qū)晴朗秋天下午4:00,太陽高度角3035。左右，屬于弱太陽輻射；查表 4-3，當風速等于3m/s時，穩(wěn)定度等級為 C,貝U 400m處y 43.3m, z 26.5m。其次判斷3分鐘時污染物是否到達受體點。因為測量時間小于0.5h，所以不必考慮采樣時間對擴散參數(shù)的影響。3 分鐘時，污染物到達的距離x ut 3 3 60 540m 400m，說明已經(jīng)到達受體點。有限長線源(x,0

8、,0,H)2Qlexp(旦P2u z 2 J P 屁exp(號)dP距離線源下風向 4m 處，P= 75/43.3= 1.732 , P2=75/43.3=1.732Ql -90g/(m s) 0.6g /(m s)。代入上式得 150(400,0,0,0)2 0.623 26.51.73211.732、2exX35.52mg/m。端點下風向P1=0, P2=150/43.3=3.46，代入上式得(400,0,0,0)2 0.6.23 26.523.46 1p2exp( )dp 02233.0mg/ m4.8某市在環(huán)境質(zhì)量評價中，劃分面源單元為1000mx 1000m,其中一個單元的 SQ排放

9、量為10g/s，當時的風速為 3m/s，風向為南風。平均有效源高為15葉試用虛擬點源的面源擴散模式計算這一單元北面的鄰近單元中心處SQ的地面濃度。解：設(shè)大氣穩(wěn)定度為C級,y01000232.56m, z0152156.98m。當x=1.0km， y 99.1m, z 61.4m。由大氣污染控制工程P106 （4-49）(x,y,0,H)U( yy0)( z1exp _Z0)2(yy0)2h2T4.57 10 5g/m310r 1152n3 (99.1232.56)(61.4 6.98)耿“ 2 (61.4 6.98)4.9某燒結(jié)廠燒結(jié)機的 SO的排放量為180g/s，在冬季下午出現(xiàn)下沉逆溫，逆

10、溫層底高度為 360m,地面平均風速為 3m/s，混和層內(nèi)的平均風速為 3.5m/s。煙囪有效高度為 200m試計 算正下風方向2km和6km處SQ的地面濃度。解：設(shè)大氣穩(wěn)定度為 C 級。z D H 360 20074.42m xD 1226.5m2.152.15當x=2km時，Xdx2x?時，y 474m ,18030.120mg /m.23.5 360 4744.10某硫酸廠尾氣煙囪高 50m, SQ排放量為100g/s。夜間和上午地面風速為3m/s，夜間云量為3/10。當煙流全部發(fā)生熏煙現(xiàn)象時，確定下風方向12km處SQ的地面濃度。由所給氣象條件應(yīng)取穩(wěn)定度為E級。查表4 4得x=12km

11、處，y 4277m, z 87.4m。yf節(jié) 427 50 43325m, hfH 2 z 502 87.4224.8mF (12000,0,0,50)Q、2Uhfyf1.365 10 4g/m3。23 224.8 433.254.11某污染源SQ排放量為80g/s，煙氣流量為265ni/s，煙氣溫度為 418K,大氣溫度為293K。這一地區(qū)的SQ本底濃度為0.05mg/m3,設(shè) =/y 0.5， u103m/ s, m=0.25,試按環(huán)Qh0.35PaQv 丄 0.35Ts418 2931013 2652.810418410 kW 2100 kWZ由 P80 (3 23) u u10(Z10

12、)m 3(H)0.251.687H s02510境空氣質(zhì)量標準的二級標準來設(shè)計煙囪的高度和出口直徑。 解：(4 23)按大氣污染控制工程 P91按城市及近郊區(qū)條件，參考表4 2，取n=1.303 , n1=1/3 ,他=2/3，代入P91 ( 4 22)得2 /3n n 11.303 28100 Hs5/12Hn0QH1 H s2 u777 23.48H s 。H s1.687H；s環(huán)境空氣質(zhì)量標準的二級標準限值為0.06mg/m3 (年均)，代入P109 (4 62)Hs,eu( 0 b) y3.142 2.718 1.687(Hs10 62 80 10 3 0.50 25H) . (0.06 0.05)解得H sH Hs 23.48H?12357.4m是Hs=162m實際煙囪高度可取為170m。1.5 倍，即 山=1.5 X 1.687 X2030m/s。取 uv=20m/s，則有煙囪出口煙氣流速不應(yīng)低于該高度處平均風速的1700.25=9.14m/s。但為保證煙氣順利抬升，出口流速應(yīng)在4Qv4 265十4.1m，實際直徑可取為 4.0m。V 204.12試證明高架連續(xù)點源在出現(xiàn)地面最