環(huán)境影響評價 第五章 大氣環(huán)境影響評價 壹叁課件

1、環(huán)境影響評價第五章大氣環(huán)境影響評價1本章學(xué)習(xí)要求1、教學(xué)基本要求了解大氣環(huán)境影響評價的目的及意義，掌握大氣環(huán)境影響評價工作程序及內(nèi)容，熟悉大氣環(huán)境預(yù)測的一般方法及幾種常用預(yù)測模型。 2、要求掌握的基本概念、理論、原理掌握與大氣污染相關(guān)的氣象學(xué)基本概念、熟練掌握各種典型擴(kuò)散模式的計算應(yīng)用，包括參數(shù)計算、有效源高、計算等；學(xué)習(xí)并掌握大氣環(huán)境影響評價的方法。 2第一節(jié) 大氣污染的氣象學(xué)基本知識地球空氣共3.9*1015噸，占地球重量的百萬分之一大氣的組成：大氣是由多種氣體組成的混合物，按其組成可分為干潔空氣、水汽（水含量變化04%）和氣溶膠粒子（不定組分）3一、大氣分層對流層8-17KM，平均12K

2、M。赤道附近厚（16-17KM）高緯地區(qū)薄。氣溫降低平均0。65度/100米平流層：高度50-65KM，平均55KM。氣溫增加，氣流水平運動多，垂直運動弱。中間層：高度85KM電離層（熱成層，暖層），高度800KM，反射無線電波，發(fā)生極光現(xiàn)象逸散層：800-1200km45二、氣溫的垂直分布垂直遞減率0.65大氣穩(wěn)定度：逆溫：高度、強(qiáng)度、厚度逆溫類型，A輻射逆溫，B下沉逆溫，C平流逆溫，D鋒面逆溫。6二節(jié) 大氣環(huán)境影響評價概論一、大氣環(huán)境影響評價的特點大氣的自然凈化能力比較大，可以采用高煙囪排放或盡可能將污染源設(shè)置在遠(yuǎn)離人口密集或環(huán)境敏感地區(qū)；為了調(diào)查或探測大氣的運動規(guī)律，必將增加評價工作的難

3、度和周期7三、評價等級的確定（一）判據(jù)：等標(biāo)排放量、地形(或：污染源強(qiáng)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、 地形）式中：Pi等標(biāo)排放量，m3/h； Qi 單位時間排放量，t/h； Coi大氣環(huán)境質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)，mg/m3。 10（二）評價工作級別Pi(m3/h) 地形Pi2.51092.5109Pi2.5108Pi200m，取Z=200m)31科里奧利 (Gaspard-Gustave de Coriolis), 1792年5月21日生于法國巴黎。其父為一名軍官，曾在法國國王路易十六手下為官。 1792年8月10日，巴黎人民起義，推翻斐揚派統(tǒng)治，逮捕路易十六。9月21日召開國民 公會，次日宣布成立法蘭西共和國。由于害怕

4、遭到清算，科里奧利的父親逃亡到法國 東北部城市南錫，并在當(dāng)?shù)亻_辦工廠。 科里奧利在南錫長大并在此求學(xué)。1808年他以在全部考生中入學(xué)考試第二名的成績考入 工藝學(xué)校。畢業(yè)后進(jìn)入巴黎橋梁與公路學(xué)校繼續(xù)深造。后來，作為工程師他在默爾特- 摩澤爾省以及孚日山區(qū)工作了幾年。他的父親去世后，科里奧利不得不承擔(dān)起供養(yǎng)全家 的義務(wù)。由于當(dāng)時健康狀況已經(jīng)很糟，在著名數(shù)學(xué)家柯西的推薦下，他于1816年在工藝 學(xué)校謀得一份工作，負(fù)責(zé)輔導(dǎo)數(shù)學(xué)分析。 1829年科里奧利成為中央藝術(shù)和制造學(xué)校的力學(xué)教授。1830年法國爆發(fā)七月革命，9月 柯西離開巴黎。當(dāng)時的政治形勢要求柯西必須返回巴黎宣誓效忠新政權(quán)，但他未能返回 巴黎宣

5、誓從而失去了在工藝學(xué)校的所有職務(wù)?？评飱W利接替了柯西在工藝學(xué)校的職位。 此時，科里奧利決定不再承擔(dān)新的教學(xué)任務(wù)，埋頭從事科研工作。 盡管在工藝學(xué)校不再承擔(dān)新的任務(wù)，科里奧利卻于1832年接受了橋梁與公路學(xué)校的一個 職位，和納維一起講授應(yīng)用力學(xué)。1836年納維去世，科里奧利被橋梁與公路學(xué)校任命 執(zhí)掌納維以前的教席。不久，他被選為法蘭西科學(xué)院力學(xué)部院士，接替原先納維的位置。 他在工藝學(xué)校的教學(xué)工作一直持續(xù)到1838年。他的工作卓有成效，但身體卻每況愈 下。1843年春季他的健康狀況開始急劇惡化，9月19日在巴黎去世，享年51歲。 科里奧利的研究工作主要集中在力學(xué)和工程數(shù)學(xué)，特別是摩擦、水力學(xué)、機(jī)器

6、性能和人 類工程學(xué)等領(lǐng)域。他在研究中首先引進(jìn)了 功、 動能 等科學(xué)概念。1835年他提出，如 果在運動方程中加入一個稱為科里奧利加速度的額外的力(慣性力)，運動定律同樣也適 用于一個旋轉(zhuǎn)參照系。這個額外的力就是著名的科里奧利力或稱科氏力。在旋轉(zhuǎn)的的地 球上，流體運動始終受到科氏力的作用，氣象學(xué)上又稱之為地轉(zhuǎn)偏向力。對于大尺度大 氣運動，科氏力具有十分重要的意義。 342.混合層厚度的確定 混合層高度判別法：d法、國標(biāo)I法、羅氏法等當(dāng)大氣穩(wěn)定度為A、B、C和D時： h=asU10/f當(dāng)大氣穩(wěn)定度為E和F時： f=2 sin式中：h混合層高度（E、F時指近地層厚度），m； U1010m高度處平均風(fēng)

7、速，m/s；大于6m/s時取為6m/s； as,bs混合層系數(shù)，見表； f地轉(zhuǎn)參數(shù)； 地轉(zhuǎn)角速度，取為7.2910-5rad/s； 地理緯度，deg。353.我國各地區(qū)as和bs值地 區(qū)asbsABCDEF新疆 西藏 青海0.0900.0670.0410.0311.660.70黑龍江 吉林 遼寧 內(nèi)蒙古北京 天津 河北 河南 山東山西 陜西（泰嶺以北）寧夏甘肅（渭河以北）0.0730.0600.0410.0191.660.70上海 廣東 廣西 湖南 湖北江蘇 浙江 安徽 海南 臺灣福建 灑西0.0560.0290.0200.0121.660.70云南 貴州 四川 甘肅（渭河）以南） 陜西（秦嶺

8、以南）0.0730.0480.0310.0221.660.70注： A、B、C、D、E和F定義見附錄B1。 靜風(fēng)區(qū)各類穩(wěn)定度的as和bs可取表中的最大值。36rd法確定混合層厚度示意圖早晨探空曲線干絕熱線最大混合層厚度高度(公里)早晨混合層厚度 最低氣溫增加3 最高氣溫37把高空探空資料中各層的氣溫和高度，按縱橫坐標(biāo)在直角平面坐標(biāo)紙上繪圖（標(biāo)準(zhǔn)層可直接使用探空數(shù)據(jù)，特性層應(yīng)利用氣壓、氣溫和絕對溫度等參數(shù)換算出高度和氣溫的關(guān)系），再與以干絕熱遞減率rd為斜率的直線比較,當(dāng)探空曲線斜率rrd時,大氣為穩(wěn)定狀態(tài),rrd和r=rd時，大氣分別為不穩(wěn)定和中性狀態(tài)?；旌蠈痈叨燃磸牡孛嫠闫鹬恋谝粚臃€(wěn)定層底的

9、高度。任一時間的地面溫度和rd繪制的直線與北京時間07時探空曲線的交點（或切點）可作為該時間的混合層高度。日最高地面溫度和rd繪制的直線與北京時間07時探空曲線的交點（或切點）即日混合層最大高度。計算時可取rd =0.0098/m38二、 大氣穩(wěn)定度（一）什么是大氣穩(wěn)定度？ 是指大氣中任一高度上的一空氣塊在鉛直方向上的穩(wěn)定程度。（二）大氣穩(wěn)定度的分類（3類） 如果一空氣塊由于某種原因受到外力的作用，產(chǎn)生了上升或者下降的運動，當(dāng)外力消除后，可能發(fā)生三種情況：氣塊逐漸減速并有返回原來高度的趨勢，此時大氣是穩(wěn)定的。氣塊仍然加速上升或下降，此時大氣是不穩(wěn)定的。氣塊停留在外力消失時所處的位置，或者做等速

10、運動，這時大氣是中性的。（三）如何判別大氣的穩(wěn)定度？ 設(shè)氣塊狀態(tài)為T、P、,環(huán)境大氣狀態(tài)為T、P、,氣塊受到的浮力為F1=mg =Vg，重力為：G = Vg。 因而它的靜浮力為：F1G = () Vg P=RT P= RT 到達(dá)某一位置時P= P（達(dá)準(zhǔn)靜力條件）39整層大氣的穩(wěn)定程度，反映大氣湍流的強(qiáng)弱；Ri法、d法、M-O法、A法、LD法、UR法、P-T法，煙流形狀法等；理論上最嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖荝i法，實踐中最好的是A法；最符合我國國情的方法是P-T法，由太陽高度角，總云量、低云量、風(fēng)速確定大氣穩(wěn)定度，ADF（強(qiáng)不穩(wěn)中性強(qiáng)穩(wěn)定）；40（四） P-T大氣穩(wěn)定度分級 P-T大氣穩(wěn)定度分為強(qiáng)不穩(wěn)定、不穩(wěn)定

11、、弱不穩(wěn)定、中性、較穩(wěn)定和穩(wěn)定六級。它們分別表示為A、B、C、D、E、F。確定等級時首先由云量與太陽高度角查出太陽輻射等級數(shù)，再由太陽輻射等級數(shù)與地面風(fēng)速查出穩(wěn)定度等級。411.太陽輻射等級數(shù)云量，1/10太陽輻射等級數(shù)總云量/低云量夜間H01515h0 35 35654/ 4-2-1+1+2+357/ 4-10+1+2+38/ 4-100+1+15/570000+18/ 800000注：云址（全天空十分制）觀測規(guī)則與中央氣象局（即現(xiàn)國家氣象局）編定的地面氣象觀測規(guī)范相同。422.大氣穩(wěn)定度的等級地面風(fēng)速，m/s太陽輻射等級+3+2+10-1-21.9AABBDEF22.9ABBCDEF34.

12、9BBCCDDE55.9CCDDDDD6DDDDDD注：地面風(fēng)速（m/s）系指距地面10m高度處10min平均風(fēng)速，如使用氣象臺（站）資料，其 觀測規(guī)則與中央氣象局編定的地面氣象觀測規(guī)范相同。433.太陽高度角h0使用下式計算： h0=arcsin sin sin+cos cos cos(15t+-300)式中：h0太陽高度角，deg； 當(dāng)?shù)鼐暥?，deg； 當(dāng)?shù)亟?jīng)度，deg； t進(jìn)行觀測時的北京時間； 太陽傾角，deg，可按下式計算：444.日高角和日高圖太陽高度角（或日高角）是指當(dāng)時當(dāng)?shù)靥枌嶋H照射到水平面上的角度。在當(dāng)?shù)卣嫣枙r正午12點日高角h、太陽傾角（赤緯角）和當(dāng)?shù)鼐暥冉侵g的相互關(guān)

13、系。由于太陽到地球的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地球的半徑，因此-； Sinh=COS= COS(-) 任一時刻日高角h的計算式：Sinh=SinSin+ CosCosCos 45（五）大氣環(huán)境的各種狀態(tài)： （平均狀態(tài)）=d = 1/100m （干絕熱狀態(tài)） = 0 （等溫狀態(tài)） d （超絕熱狀態(tài)）46大氣穩(wěn)定度與煙流形狀4748（六）逆溫是指氣溫隨高度增加的現(xiàn)象。注意研究逆溫的底、頂高度、厚度、頻率、強(qiáng)度、生消規(guī)律伴隨著日出輻射逆溫自下而上消退到煙流頂時的污染為熏煙型污染，是污染最嚴(yán)重的情況海岸熏煙通常出現(xiàn)在春、夏的白天，吹海風(fēng)情況，持續(xù)時間較長49三 大氣擴(kuò)散參數(shù)（一）大氣擴(kuò)散參數(shù)（y橫向擴(kuò)散參數(shù)， z垂

14、直擴(kuò)散參數(shù)）：污染物濃度分布的標(biāo)準(zhǔn)差，表征了大氣的擴(kuò)散能力。50煙云的邊緣是指中心濃度1/10處，對正態(tài)分布，煙云的寬度為4.3y、4.3z確定大氣擴(kuò)散參數(shù)的方法有平移（衡）球法、照相法、示蹤法、雙向風(fēng)標(biāo)法、激光雷達(dá)掃描法、風(fēng)洞實驗、國標(biāo)（導(dǎo)則）等國標(biāo)（導(dǎo)則）：51（二）橫向擴(kuò)散參數(shù)冪函數(shù)表達(dá)式數(shù)據(jù)(取樣時間0.5h)擴(kuò)散參數(shù)穩(wěn)定度等級(PS)11下風(fēng)距離(m)y=1X1A0.9010740.8509340.4258090.602052010001000B0.9143700.8650140.2818460.396353010001000BC0.9193250.8750860.2295000.3

15、14238010001000C0.9242790.8851570.1771540.232123010001000CD0.9268490.8869400.1439400.189396010001000D0.9294480.8887230.1107260.146669010001000DE0.9251180.8927940.09856310.1243080010001000E0.9208180.8968640.08640010.1019470010001000F0.9294180.8887230.05536340.073334801000100052（三）縱向擴(kuò)散參數(shù)冪函數(shù)表達(dá)式數(shù)據(jù)(取樣時間0.

16、5h)擴(kuò)散參數(shù)穩(wěn)定度等級(PS)22下風(fēng)距離(m)z=2X2A1.121541.523602.108810.07999040.008547710.0002115450300300500500B0.96344351.093560.1271900.05702510500500BC0.9410151.007700.1146820.07571820500500C0.9175950.1068030CD0.8386280.7564100.8155750.1261520.2356670.1366590200020001000010000D0.8262120.6320230.5553600.1046340.4

17、001670.810763110001000100010000DE0.7768640.5723470.4991490.1117710.5289921.038100200020001000010000E0.7883700.5651880.4147430.09275290.4333841.732410100010001000010000F0.7844000.5259690.3226590.06207650.3700152.40691010001000100001000053取樣時間訂正： ， y1h=20.3 y0.5h=1.23 y0.5h 時間稀釋指數(shù)q 適用時間h q 1100 0.3 0.

18、51 0.254四）、大氣擴(kuò)散參數(shù)（y，z）的確定1、擴(kuò)散參數(shù)的性質(zhì) 隨著擴(kuò)散距離的加長，增大。 隨著水平和垂直湍流的強(qiáng)烈交換，大氣處于不穩(wěn)定狀態(tài)，較大，即與穩(wěn)定度密切相關(guān)。 = f（穩(wěn)定度）。 穩(wěn)定度、擴(kuò)散距離一定時，與粗糙度有關(guān)。粗糙度越趨于穩(wěn)定，越小。2、確定的方法示蹤實驗法；風(fēng)標(biāo)法；經(jīng)驗方法（應(yīng)用最廣泛）3、帕斯奎爾（F.Pasquill）吉福特（F.A.Gifford）擴(kuò)散曲線法（簡：P-G擴(kuò)散曲線法） 帕斯奎爾在1961年首先提出應(yīng)用觀測到的風(fēng)速、云量、云狀和日照等天氣資料，將大氣擴(kuò)散稀釋能力分為6個等級：A 極不穩(wěn)定，B 不穩(wěn)定，C 弱不穩(wěn)定，D 中性，E 弱穩(wěn)定，F(xiàn) 穩(wěn)定。若穩(wěn)

19、定級別為AB，則表示按A 、B級的數(shù)據(jù)內(nèi)插55四節(jié)、大氣擴(kuò)散模式一、一般氣象條件（有風(fēng)，U101.5m/s）的大氣擴(kuò)散模式 高斯煙流（煙羽）模式（一） 公式推導(dǎo)（二） 實用公式 地面濃度公式 地面軸線濃度公式56（三）據(jù)擴(kuò)散統(tǒng)計理論導(dǎo)出的正態(tài)分布假設(shè)下的擴(kuò)散模式。 1、坐標(biāo)系 坐標(biāo)系取排放點（無界源、地面源或高架源排放點）在地面的投影點為原點，主風(fēng)向為x軸，y軸在水平面內(nèi)垂直于x軸，正方向在x軸的左側(cè)，z軸垂直于水平面，向上為正，即右手坐標(biāo)系。食指x軸；中指y軸；拇指z軸。此坐標(biāo)系中，煙流中心與x軸重合或煙流在oxy平面的投影為x軸。2、正態(tài)分布（高斯模式）假設(shè)下的擴(kuò)散模式的假定在y、z軸上的

20、分布為正態(tài)分布，即在y、z軸上分別有 ； ；在擴(kuò)散的各個空間，風(fēng)速是均勻穩(wěn)定的，即時時、處處風(fēng)速 為常數(shù)， =常數(shù) ；污染物排放的源強(qiáng)Q是連續(xù)均勻的；在擴(kuò)散過程中污染物沒有沉降、化合和分解；地面對其起全反射作用，不發(fā)生吸收或吸附作用。x向風(fēng)速（平均）不能太小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它方向的湍流。下述的模式只要無特殊說明，都遵從上述假設(shè)。57無界：污染物在大氣中的擴(kuò)散不受任何界面的限制，即擴(kuò)散在無窮空間中進(jìn)行，這些模式 稱為無界擴(kuò)散模式。半無界：當(dāng)X，Y平面為限制界面-地面對污染物有全反射作用（無吸收）情況下稱為半無界無限空間連續(xù)點源的高斯模式58高斯模式的坐標(biāo)系和基本假設(shè)圖示5960上式中： 平均風(fēng)速；

21、Q源強(qiáng)是指污染物排放速率。與空氣中污染物質(zhì)的濃度成正比，它是研究空氣污染問題的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。通常： （）瞬時點源的源強(qiáng)以一次釋放的總量表示； （）連續(xù)點源以單位時間的釋放量表示； （）連續(xù)線源以單位時間單位長度的排放量表示； （）連續(xù)面源以單位時間單位面積的排放量表示。 y側(cè)向擴(kuò)散參數(shù)，污染物在y方向分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差，是距離y的函數(shù)，m； z豎向擴(kuò)散參數(shù)，污染物在z方向分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差，是距離z的函數(shù)，m；未知量濃度c、待定函數(shù)A(x)、待定系數(shù)a、b；式、組成一方程組，四個方程式有四個未知數(shù)，故方程式可解。6162634、高架連續(xù)點源擴(kuò)散模式 高架源既考慮到地面的影響，又考慮到高出地面一定高度的排放

22、源。地面對污染物的影響很復(fù)雜，如果地面對污染物全部吸收，則式仍適用于地面以上的大氣，但根據(jù)假設(shè)可認(rèn)為地面就象鏡子一樣對污染物起全反射作用，按全反射原理，可用：“像源法”處理這類問題。可以把P點污染物濃度看成為兩部分作用之和，一部分實源作用，一部分是虛源作用。見下頁圖：相當(dāng)于位置在（0，0，H）的實源和位置在（0，0，-H）的像源，當(dāng)不存在地面時在P點產(chǎn)生的濃度之和。（1）實源作用：由于坐標(biāo)原點原選在地面上，現(xiàn)移到源高為H處，相當(dāng)于原點上移H，即原式中的Z在新坐標(biāo)系中為（Z-H）,不考慮地面的影響，則： 64656667 以上模式適用于氣態(tài)污染物和粒徑小于10m的飄塵，對大于10m的顆粒物，由于

23、自身的沉降作用，濃度分布將有所改變。7、傾斜煙云模式在預(yù)測上述顆粒時，假設(shè)沉積和無沉積有相同的分布形式，但在整個煙云離開源以后，便以重力終端速度下降（ut）,此時，只要將高斯模式中有效源高H用( )來置換即可得到傾斜煙云模式。 6869二、非點源擴(kuò)散模式（ 簡介）1 線源擴(kuò)散模式2 多源和面源排放模式1.無限長線源擴(kuò)散模式2. 有限長線源擴(kuò)散模式導(dǎo)則規(guī)定平原城區(qū)排氣筒高度不高于 40m或排放量小于 0.04 t/h的排放源可作為面源處理。面源擴(kuò)散的處理模式是將評價區(qū)在選定的坐標(biāo)系內(nèi)網(wǎng)格化。即以評價區(qū)的左下角為原點；分別以東（E）和北（N）為 x和 y軸。網(wǎng)格和單元，一般可取11(km2),評價

24、區(qū)較小時，可取500500(m2),建設(shè)項目所占面積小于網(wǎng)格單元,可取其為網(wǎng)格單元面積。然后，按網(wǎng)格統(tǒng)計面源的主要污染物排放量t/(h.km2)和面源平均排放高度（m）等參數(shù)。 3 體源擴(kuò)散模式 70三、特殊氣象條件下的擴(kuò)散模式（一）有上部逆溫層的擴(kuò)散模式 如果大氣低層處于不穩(wěn)定，某一高度以上有逆溫層存在，這是上部逆溫層就像一個“蓋子”使污染物垂直擴(kuò)散受限制，擴(kuò)散只能在地面和逆溫間進(jìn)行，稱之為“封閉型擴(kuò)散”。 此類模型的推導(dǎo)是把逆溫層底面看成和地面一樣能起全反射的“鏡面”，這時的煙云多次反射。如下頁圖所示。 污染源濃度可看成是實源和無窮多個虛源作用之和。 7172 實際計算往往要進(jìn)行簡化，設(shè)x

25、D為煙羽邊緣剛好達(dá)逆溫底層時離煙源的水平距離。 73當(dāng)xxD時，按原擴(kuò)散模式（一般高斯模式）計算；當(dāng)x2xD時，水平方向仍呈正態(tài)分布，z方向濃度漸趨均勻；當(dāng)xDx2xD時，情況復(fù)雜，此時可取x=xD和x=2xD時兩點濃度的內(nèi)差值（采用雙對數(shù)坐標(biāo)系）。（二）熏煙擴(kuò)散模式熏煙過程：是指由于夜間輻射逆溫在日出后，受太陽輻射，使逆溫自下而上消失，轉(zhuǎn)變?yōu)橹行曰虿环€(wěn)定層結(jié)，消失到煙羽下界時，上部仍為逆溫，擴(kuò)散只能向下進(jìn)行，致使出現(xiàn)地面高濃度。隨著逆溫自下而上逐漸消退而發(fā)展至煙流上界時達(dá)高潮，此過程稱為熏煙過程，持續(xù)數(shù)十分鐘。 74Q排放速度（源強(qiáng)），mg/s。 燃煤SO2和煙塵排放量公式如下： （1 -

26、s） Q煙塵=G A A （1-）式中：G用煤量（t/h）； S燃煤硫分（%）； A燃煤含灰量（%）； A飛灰占灰份的比例（與燃燒有關(guān)）； 除塵效率（%）； s脫硫效率（%）。75例題：例1 某工廠一煙囪高度45m，內(nèi)徑1.0m，煙溫100，煙速5.0m/s，耗煤量180kg/h，硫分1%，水膜除塵脫硫效率取10%。試求氣溫20，風(fēng)速2.0m/s，中性條件下，距源450m軸線上SO2小時濃度。（平坦地形、工業(yè)區(qū)、Pa=1010hPa）解： 求源強(qiáng)Q（mg/s） =BS% 0.8 2 (1-) = 720mg/s 求出口風(fēng)速U（mg/s） 查表P=0.25。 求擴(kuò)散參數(shù) 查表 y=50.19m；

27、z=29.05m (0.5h取樣時間）76 取樣時間訂正： 訂正為1h取樣時間：y1h=1.23y0.5h 查表則 y1h=61.79 m， z不變 求有效源高 煙氣量 Qv=(D/2)2Vs=3.9m3/s 溫差 T=Ts-Ta=80 k 熱釋放率 Qh=0.35PaQvT/Ts =297.7 kJ/s 抬升高度 H=2(1.5Vs D+0.01Qh)/U=7.2m 有效源高 He= H+H=7.2+45 = 52.2m 求SO2小時濃度77例2 某工廠煙囪有效源高50m，SO2排放量120kg/h，煙囪排放口風(fēng)速4.0m/s，試求SO2最大落地濃度(P1=40)。若要使最大落地濃度下降至0

28、.010mg/m3，在其它條件相同的情況下，其有效源高應(yīng)為多少 ？解： U=4.0m/s，He=50m，P1=40 Cm He-278四、其它條件下的大氣擴(kuò)散模式1、靜風(fēng)模式（U10Xc (均勻區(qū)) z方向均勻 XcXXD (過渡區(qū)) 內(nèi)插求取793、薰煙模式伴隨著日出輻射逆溫自下而上消退，逆溫消退到煙流頂部時的污染 z方向均勻4、顆粒物擴(kuò)散模式部分反射、源損耗、傾斜煙云。傾斜煙云模式為：805、非正常排放模式煙團(tuán)模式山區(qū)大氣擴(kuò)散模式6、狹谷模式、箱模式、艾根等地形修正模式。 艾根地形修正模式為：7、面源模式箱模式、窄煙云模式、后退點源模式；后退點源模式后退距離X0為： 4.3y=a818、線

29、源模式點源積分9、體源模式煙團(tuán)模式10、多源模式迭加法11、日平均濃度典型日計算法 12、長期平均濃度（年、季、期）聯(lián)合頻率法 一個方位內(nèi)濃度均勻分布82五、有效源高和最大落地濃度（一）有效源高 H稱為煙囪的有效高度（煙軸高度，它由煙囪幾何高度Hs和煙流（最大）抬升高度H組成，即H=Hs+H），要得到H，只要求出H即可。H：煙囪頂層距煙軸的距離，隨x而變化的。1、煙氣抬升（1）煙氣從煙囪排出，有風(fēng)時，大致有四個階段:(見下頁圖) a）噴出階段；b）浮升階段；c）瓦解階段；d）變平階段：（2）煙云抬升的原因有兩個：是煙囪出口處的煙流具有一初始動量（使它們繼續(xù)垂直上升）；是因煙流溫度高于環(huán)境溫度產(chǎn)

30、生的靜浮力。這兩種動力引起的煙氣浮力運動稱煙云抬升，煙云抬升有利于降低地面的污染物濃度。 83842、影響煙云抬升的因素 影響煙云抬升的因素很多，這里只考慮幾種重要因素： （1）煙氣本身的因素 a）煙氣出口速度（Vs）：決定了煙起初始動力的大小； b）熱排放率（QH）煙囪口排出熱量的速率 QH越高煙云抬升的浮力就越大，大多數(shù)煙云抬升模式認(rèn)為 ，其中=1/41，常取為2/3。 c）煙囪幾何高度（看法不一） 有人認(rèn)為有影響： ；有人認(rèn)為無影響。 （2）環(huán)境大氣因素a ）煙囪出口高度處風(fēng)速 越大，抬升高度愈低，。b ）大氣穩(wěn)定度 不穩(wěn)時，抬升較高；中性時，抬升稍高；穩(wěn)定時，抬升低。c）大氣湍流的影響

31、 大氣湍流越強(qiáng)，抬升高度愈低。 （3）下墊面等因素的影響853、煙云最大抬升高度的經(jīng)驗計算 抬升高度的計算公式很多，但由于影響抬升高度的因素很多，所以目前大多數(shù)煙羽抬升公式是憑經(jīng)驗的，且各有其特點（局限性），因此應(yīng)盡量選擇該公式的導(dǎo)出條件和我們的計算條件相仿的。下面介紹幾個常見公式：86 適用條件：中性大氣條件；對于非中性大氣條件，進(jìn)行修正：不穩(wěn)定大氣增加（10%20%）H；穩(wěn)定大氣減少（10%20%）H。不適于：計算大型的熱排放源或高于100m煙囪的抬升高度。b.布里吉斯（Briggs）公式 適用于不穩(wěn)定大氣條件和中性大氣條件的計算式。 873）我國（GB/T13201-91）“制定地方大氣

32、污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)方法”推薦的抬升公式： 884) 煙云抬升高度的測定 選用煙云抬升高度計算公式前往往根據(jù)實例，根據(jù)實測時煙囪參數(shù)代入各種公式進(jìn)行計算，選用與實測值近似的公式，或?qū)⒐街邢禂?shù)作以修改。目前已知的測定方法有照相法、氣球測高法、激光雷達(dá)法等。 89排放因素氣象因素Qh kJ/sTK（1.5m/s） （1.5m/s） （1.5m/s） 2100 35布里吉斯模式17002100在霍蘭德和布里吉斯間修正1700霍蘭德模式35 有風(fēng)，中性和不穩(wěn)定條件 有風(fēng)，穩(wěn)定條件 小風(fēng)、靜風(fēng) 904.煙氣的熱釋放率選用抬升公式時首先需要考慮煙氣的排放因素，計算出煙氣的熱釋放率。煙氣的熱釋放率是指單位

33、時間內(nèi)向環(huán)境釋放的熱量，即：這里 T 是煙氣溫度與環(huán)境溫度的差值, QN 是煙氣折合成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時的體積流量（NM3/s）CP 是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的定壓熱容( =1.298 KJ/度.NM3)。當(dāng)煙氣以實際出口溫度TsK 時的排煙流量Qv m3/s 表示時，熱釋放率的計算公式為： 91（二）地面的最大濃度高架源的污染源是在空中，我們時常關(guān)心的是污染物到達(dá)地面的濃度，而不是空中任一點的濃度。地面濃度是以 x 軸為對稱的，x 軸上具有最大值，向兩側(cè)方向遂漸減小。因此，地面軸線濃度是我們所關(guān)心的。 根據(jù)地面軸線濃度公式：式中的兩項：一項隨 x 而減小，一項隨 x 而增大；兩項共同作用的結(jié)果，必然在某一距離

34、x 處出現(xiàn)濃度 C 的最大值。另一方面，地面最大污染物濃度出現(xiàn)的位置和數(shù)值，與高架污染源在空中的位置有關(guān)，空中的位置則是以有效源高表現(xiàn)。因此還要考慮氣象因素。 92有效源高對地面最大濃度的影響高架連續(xù)點源地面最大濃度計算式是在風(fēng)速不變的情況下導(dǎo)出的。當(dāng)考慮有效源高對地面最大濃度的影響時，應(yīng)把風(fēng)速看成變量考慮其影響。從Cmax公式看出：風(fēng)速對Cmax有兩種作用結(jié)果：風(fēng)速增大，地面最大濃度減小；從各種抬升公式看，風(fēng)速增大時抬升高度減小，地面最大濃度增大。因此可以設(shè)想在某一風(fēng)速下會出現(xiàn)地面最大濃度的極大值，稱為地面絕對最大濃度，相對此時的風(fēng)速稱為危險風(fēng)速。地面最大濃度Cmax不是隨風(fēng)速增加而單純的減

35、小，而是先隨風(fēng)速增加而增大，當(dāng)Cmax達(dá)到最大值后再減小。下面舉一種地面絕對最大濃度表達(dá)式，說明有效源高對地面最大濃度的影響。 大多數(shù)煙流抬升公式可概括為H=B/的形式，其中B為某一抬升公式中除以外的一切量。例如用霍蘭德公式計算H時， 。若將上述抬升公式代入地面最大濃度公式Cmax中，對求導(dǎo)（B視為常數(shù)），并令則得到=B/Hs，即當(dāng)=B/Hs時，Cmax達(dá)極大。不取H=B/時，計算要繁雜得多，但都有一危險風(fēng)速。 93 最大落地濃度及距源距離： ；微機(jī)選取法；國標(biāo)法 Cm=2Q/euHe2P1 ；危險風(fēng)速(絕對最大落地濃度) ； 微機(jī)選取 模式的參數(shù)選取U排氣筒出口處風(fēng)速， ， m/s；94a給

36、定風(fēng)速條件下地面的最大濃度 b危險風(fēng)速和地面絕對最大濃度 地面最大濃度隨風(fēng)速的變化呈單峰形。在每一個風(fēng)速下都有一個地面最大濃度，所有地面最大濃度中的極大者，即所謂地面絕對最大濃度。出現(xiàn)絕對最大濃度的風(fēng)速稱為危險風(fēng)速。在危險風(fēng)速下，煙流抬升高度和煙囪幾何高度相等，有效煙囪高度為煙囪幾何高度的兩倍。 當(dāng) 時，Cmax是所有地面最大濃度中的極大值 95六、大氣環(huán)境保護(hù)對策與措施 包括污染物削減措施建議和環(huán)保管理建議兩部分七、報告書與報告表的編制96五節(jié)、衛(wèi)生防護(hù)距離與環(huán)境容量一、衛(wèi)生防護(hù)距離 無組織排放源所在的生產(chǎn)單元（生產(chǎn)區(qū)、車間或工段）與居住區(qū)之間應(yīng)設(shè)置衛(wèi)生防護(hù)距離。 確定方法：國家規(guī)定，無組織

37、排放量計算法；無組織排放計算法 (GB/T 13201-91)： 式中：Cm標(biāo)準(zhǔn)濃度限值，mg/m3； L工業(yè)企業(yè)所需衛(wèi)生防護(hù)距離，m； r有害氣體無組織排放所生產(chǎn)單元的等效半徑，m；根據(jù)該生產(chǎn)單元占地面積S(m2)計算，r(S/)0.5； A、B、C、D衛(wèi)生防護(hù)距離計算系數(shù)，無因次，根據(jù)工業(yè)企業(yè)所在地區(qū)近五年平均風(fēng)速及工業(yè)企業(yè)大氣污染源構(gòu)成類別從表6-3查取。 Qc工業(yè)企業(yè)有害氣體無組織排放量可以達(dá)到的控制水平，Kg h-1。97衛(wèi)生防護(hù)距離計算系數(shù)計算系數(shù)工業(yè)企業(yè)所在地區(qū)近五年平均風(fēng)速(mg/s)衛(wèi)生防護(hù)距離L, mL100010002000工業(yè)企業(yè)大氣污染源構(gòu)成類型A4530350260

38、530350260290190110B20.0210.0360.036C21.851.771.77D20.840.840.76參見GB/T 13201-9198衛(wèi)生防護(hù)距離判據(jù)：源強(qiáng)、邊長、標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)類別、五年平均風(fēng)速二、環(huán)境容量與總量控制總量控制因子：SO2、煙塵、工業(yè)粉塵環(huán)境容量計算方法：A值法(A-P法)、 ADMS法、ISC-AERMOD法等。A值法：式中：Qak總量控制區(qū)某種污染物年允許排放總量限值(萬t)；99 Si第I功能區(qū)面積（km2）； n總量控制區(qū)中功能區(qū)總數(shù)； CkiGB3095等國家和地方騰大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的與 第i功能區(qū)類別相應(yīng)的年日平均濃度限值(mg/m3)；

39、 C0區(qū)域大氣環(huán)境質(zhì)量年日平均濃度； A地理區(qū)域性總量控制系數(shù)（104tkm2/a）。100六節(jié)、廠址選擇和煙囪設(shè)計 一、選擇廠址所需的氣候資料 氣候資料是指氣象資料的常年統(tǒng)計形式。1、廠址選擇所需的氣候資料（1）風(fēng)向和風(fēng)速氣候資料： 為了一目了然，常把風(fēng)資料畫成風(fēng)玫瑰圖。圖a是風(fēng)向玫瑰圖；圖b風(fēng)速玫瑰圖是各個風(fēng)向的平均風(fēng)速絕對值。圖c是風(fēng)速和風(fēng)向頻率復(fù)合圖，該圖矢線長度代表風(fēng)向頻率大小，矢線末端的風(fēng)速羽代表平均風(fēng)速，每一羽可表示0.5或1.0m/s。 。風(fēng)向（風(fēng)速）玫瑰圖：在8個或16個方向上給出風(fēng)向（風(fēng)速）的相對頻率或絕對值，用線段表示，連接各端點即成。風(fēng)玫瑰圖可按多年（5-10年或更長）

40、的平均值作；也可按某月或某季的多年平均值作，山區(qū)地形復(fù)雜，風(fēng)向、風(fēng)速隨地形和高度而變，可做出不同地點和高度的風(fēng)玫瑰圖。靜風(fēng)（風(fēng)速1.0m/s）或微風(fēng)（風(fēng)速為12m/s）情況大氣通風(fēng)條件差，容易引起高濃度污染，尤其是長時間靜風(fēng)會使污染物大量積累，引起嚴(yán)重污染。因此，在空氣污染分析中不僅應(yīng)統(tǒng)計靜風(fēng)頻率，有條件還要統(tǒng)計靜風(fēng)持續(xù)時間。 101102（2）大氣穩(wěn)定度的氣象資料 一般氣象臺沒有近地層大氣逆溫層結(jié)的詳細(xì)資料，但可據(jù)pasquill或我們廢氣排放制定標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的方法。利用已知的氣象資料進(jìn)行分類，統(tǒng)計出月（年、季）各穩(wěn)定度頻率，作出必要的圖表。（3）混合層高度的確定 混合層高度是影響混合物鉛直擴(kuò)

41、散的重要參數(shù)。由于溫度層結(jié)的晝夜變化，混合層高度也隨時間變化。混合層高度可看作氣塊作干絕熱上升運動的上限高度。（即：干絕熱遞減率上限高度?；旌蠈佑?，則污染物垂直擴(kuò)散的范圍越大。）具體指出污染物在鉛直方向的擴(kuò)散范圍。受太陽輻射的影響，午后混合層高度最大，在溫度高度圖上，從上午最大地面溫度作干絕熱線，與早晨溫度探空曲線的交點高度為午后混合層高度，即最大混合層高度。見下頁圖示。 大范圍內(nèi)的平均污染濃度，可以認(rèn)為與混合層高度和混合層內(nèi)的平均風(fēng)速的乘積成反比。通常定義D為通風(fēng)系數(shù)。D單位時間內(nèi)通過與平均風(fēng)向垂直的單位寬度混合層的空氣層。通風(fēng)系數(shù)越大，污染濃度越小。1032、長期平均濃度的計算在廠址選擇

42、和環(huán)境評價中，人們更關(guān)心的長期平均濃度的分布。下面討論長期平均濃度的計算方法。氣象隨提供的風(fēng)向資料是按16方位給出的，每個方位相當(dāng)于一個22.5的扇形。因此，可按每個扇形計算長期平均濃度。推導(dǎo)時作以下假定：（1）同一扇形內(nèi)各角度的風(fēng)向頻率相同，即在同一扇形內(nèi)同一距離上，污染物濃度在y方向是相等的。（2）當(dāng)吹某一扇形風(fēng)時，全部污染物都落在這個扇形里。104105106107二、廠址選擇 從環(huán)境保護(hù)角度出發(fā)，理想的建廠位置是污染本底值最小，擴(kuò)散稀釋能力強(qiáng)，排出的污染物被輸送到城市或居民區(qū)的可能性最小的地方。1、本底濃度本底濃度超標(biāo)的地區(qū)不宜建廠，本底濃度雖未超標(biāo)，但加上擬建廠貢獻(xiàn)，短期內(nèi)又無法改進(jìn)

43、的也不宜建廠，應(yīng)選擇本底濃度小的地區(qū)建廠。2、擴(kuò)散稀釋能力擴(kuò)散稀釋能力主要決定于該地區(qū)的氣象條件和地形。（1）風(fēng)向、風(fēng)速污染物危害的程度和受污染的時間及濃度有關(guān)，所以居住區(qū)、作物生長區(qū)都希望能設(shè)在受污染時間短、污染濃度低的位置，因而確定工廠和居民區(qū)的相對位置時要考慮風(fēng)向、風(fēng)速兩個因素。污染系數(shù)表示風(fēng)向、風(fēng)速綜合作用對空氣污染物擴(kuò)散影響程度。其表達(dá)式為： 污染系數(shù)= 108某風(fēng)向污染系數(shù)小，表示該風(fēng)向吹來的風(fēng)所造成的污染小，因此污染源可布置在污染源在污染系數(shù)最小風(fēng)向的上側(cè)。結(jié)合風(fēng)向頻率及污染系數(shù)進(jìn)行分析。（2）穩(wěn)定度由于一般污染物擴(kuò)散是在距地面幾百米高范圍內(nèi)進(jìn)行的，所以離地面幾百米范圍內(nèi)的大氣穩(wěn)

44、定度對污染物的擴(kuò)散稀釋過程有重要影響，選廠址必須注意收集逆溫層的強(qiáng)度、厚度、出現(xiàn)頻率和持續(xù)時間等資料，要特別注意逆溫同時出現(xiàn)靜風(fēng)或微風(fēng)的情況。大型工廠：若排煙有效煙囪高度能突破經(jīng)常出現(xiàn)的逆溫層高度而在逆溫層以上擴(kuò)散，對防止污染有利，若逆溫層出現(xiàn)在煙囪有效高度上部，往往易造成污染。中小工廠：距地面200300米以下的逆溫層對中、小型工廠是不利的條件，高層逆溫對幾公里范圍內(nèi)的擴(kuò)散影響不大。（3）其它氣象資料：如降雨、云、霧等。（4）地形地形對空氣污染的影響很復(fù)雜，在復(fù)雜地形建廠，必須作具體分析，一般應(yīng)進(jìn)行專門的氣象觀測和現(xiàn)場擴(kuò)散實驗或進(jìn)行風(fēng)洞試驗以便對當(dāng)?shù)氐臄U(kuò)散稀釋條件做出準(zhǔn)確評價。109三、煙囪設(shè)計 煙囪不單是一排氣裝置，也是控制空氣污染、保護(hù)環(huán)境的重要設(shè)備。煙囪高度、出口直徑、噴出速度等工藝參數(shù)應(yīng)滿足減少對地面污染的需要。增加煙囪高度可以減輕污染源對局部地區(qū)的污染，大體上C地面1/H2，但超過一定高度后再增加高度，對地面濃度的影響甚微，而煙囪的造價卻隨高度增加而急劇增大（煙囪的造價H2），所以并不是煙囪愈高愈好。設(shè)計煙囪高度的基本原則是既要保證排放物造成的地面最大濃度或地面絕對最大濃度不超過國家大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，又應(yīng)做到投資最