158大气污染物浓度估算方法.

15.8.2.1 P-G扩散曲线法的应用 P－G曲线
1．根据常规气象资料确定稳定度级别
帕斯奎尔根据太阳辐射情况、云量和距地面上 10m高处的风速，将大气的稀释扩散能力划分为 A～F六个稳定度级别，标准如表15－6示。
对该标准的几点说明如下：
（1）稳定度级别中，A为强不稳定，B为不稳定，C为弱不稳定，D为 中性，E为弱稳定，F为稳定。A～B表示按A、B级的数据内插。
（2）日落前一小时至日出后一小时为夜间。
（3）强太阳辐射对应于碧空下的太阳高度角大于60°的条件；弱太阳 辐射相当于碧空下太阳高度角为15°～35°。在中纬度地区，仲夏晴天的 中午为强太阳辐射，寒冬晴天中午为弱太阳辐射。云量将减少太阳辐射， 在确定太阳辐射时，云量应与太阳高度一起考虑。例如，在碧空下应当是 强太阳辐射，但此时若有碎中云(云量6／10到9／10)时，则要减到中等太 阳辐射，碎低云时则减到弱辐射。
H C1U S d C2QH1/ 2 u
4．康凯维（CONCAWE）公式 此式仅适用于 排热率QH<8.374×103 kW的中小规模烟源。
H
2.703QБайду номын сангаас1/ 2
(3 / 4)
u
5．中国国家标准中规定的公式 我国《制
定地方大气污染物排放标准的技术方法》 GB/T13201－91中规定的△H的计算方法如下：
❖烟气的初始动量产生动力抬升，热浮力产生热力抬升。初始动量决定于烟 气出口速度Us和烟囱口的内径d，热浮力则决定于烟气与周围空气之间的温 度差（Ts-Ta）或密度差（ρ-ρs）。 ❖实测资料表明，热而强的大烟囱热力抬升是主要的，动力抬升是次要的； 小烟囱的动力抬升比例有所增加。
❖烟气与周围空气的混合速度对烟气的抬升高度影响很大，平均风速愈大， 湍流愈强，混合就愈快，温差和动量都迅速减少，故抬升愈小。
（4）当10m高处的年平均风速≤1.5m/s时
H
5.5QH1 /
4
(
dTa dz
0.0098)3 / 8
15.8.2扩散参数的确定
境风大洞气模扩拟散实模验式确中定的，扩也散可参以数经σy验和估σz算可。以现现场场测测定定的或环方 法有照相法、等容(平衡)气球法、示踪剂扩散法、激光 雷达测烟等。经验估算目前应用最多的是P—G扩散曲线 法。
x>3x*
H
0.332QH3/ 5
H
2 S
/
5
u 1
(15－51)
x
0.33Q
2 H
/
5
HS3/5
(6 / 5)
u
式中，x* 是大气湍流特征距离。当 x 超过 x* 时，大气湍流对烟气抬升起主导作用。
3．卡森－摩西（Carson and Moses）公式 此式仅适用于QH≥8.374×103 kW的烟源。
为了避免庞杂、特殊的气象观测和烦琐的计算，帕斯 奎尔（F.Pasqull）在大量观测和研究的基础上，于1961 年总结提出一套根据常规气象观测资料划分大气稳定度 级别和估算扩散参数的方法。最初，帕斯奎尔用烟云的 宽度和厚度来表示横风向和垂直向的扩散，后来吉福德 （ F.A.Giford ） 将 它 改 成 表 示 扩 散 参 数 的 曲 线 ， 称 为 Pasqull－Giford扩散曲线，简称P-G扩散曲线。
Ts、Ta—分别为烟气出温度和环境大气的温度（K）； QH—烟气热排放率（kW），由式（15－55）计算。 霍兰德式适用于中性条件。对于非中性条件，霍兰德建议在不稳定时 增加10％～20％，稳定时减少10％～20％。
霍兰德式对排热率和高度都不大的烟囱可获得比较保守的估算，对
较大的热力浮升源不适用，计算结果过于偏低。
（1）当QH≥2100 kW，且△T＝Ts-Ta≥35K 时
n0QH n1 H S n2
1
u
QH 0.35PaQV (TS Ta ) / TS
（2）当1700
H
kW<
H1
QH<2100
(H 2 H
1
kW时
) QH 1700 400
（3）当 QH≤1700 kW 或△T<35 K时
2(1.5US d 0.01QH ) u 1
1．霍兰德（Holland，1953年）公式
H
USd u
(1.5
2.7 Ts Ta Ts
d)
1 u
(1.5U s d
9.6 10 3 QH
)
式中 Us—烟气（实际状态）出口速度（m/s）； d —烟囱口内径（m）;
u —烟囱口高度上的平均风速（m/s），可用风速廓线模式（15－17）
或（15－18）计算；
（4）这种方法，对于开阔的乡村地区能给出较可靠的稳定度，但对城 市地区是不大可靠的。这是由于城市下垫面有较大的地面粗糙度及城市热 岛效应所致。最大的差别出现在静风晴夜。这时，乡村是稳定的，但在城 市出现了热岛混合层，即在高度相当于建筑物平均高度几倍之内是稍不稳 定或近中性的，而它的上面有一个稳定层。
3
2．布里吉斯（G.A.Briggs）公式
当 QH>21000 kW 时：
x<10HS
H
0.362QH1/ 3
x2/3
1
u
(15－48)
x>10HS
H
1.55QH1/ 3
HS2/3
1
u
(15－49)
当 QH<21000 kW 时：
x<3x*
H
0.362QH1/ 3
x1/3
1
u
(15－50)
2．利用P-G扩散曲线确定σy和σz P-G扩散曲线示于图15－24和图15－25。按
表15－6确定出某地某时的稳定度级别后，便可 用这两张图查出该稳定度级别下各下风距离x处 的和值。另外，伦敦气象局还给出了表15－7， 用内插法可求出20km内的σy和σz值。
15.8 大气污染物浓度估算方法
15.8.1有效源高的计算 大气扩散模式中的有效源高 H流是抬烟升囱高的度几ΔH何之高和度HS与烟
已有的抬升高度计算公式很 多，大多是根据实验中总结 出来的经验或半经验公式。 这里仅介绍常用的几个公式。
❖对一确定的烟囱，HS是一定的，因此只要计算出烟流抬升高度就可得出有 效源高。
❖稳定的温度层结抑制烟云的抬升，不稳定层结促进抬升；当层结不稳定时 湍流交换活跃，过快的交换混合对抬升不利。
❖城市等粗糙下垫面上空的湍流较强，不利于抬升。离地面愈高，地面粗糙 度引起的湍流减弱，对抬升有利。复杂的地形还可能形成局部温场和风场而 影响抬升。
❖ 烟囱本身的几何形状和周围障碍物也会引起动力效应。当烟气出口速度 过低，以致接近烟囱口处平均风速时，烟气不但不会抬升，反而会产生烟气 下洗 。