(精选)大气污染物扩散模式

Ta Ts
H
=H
1
( H
2
H
1) Q
H
1700 400
H
1=
2 (1 .5 v sD
u
0 .0 1Q H )
0 .0 4 8 (Q H u
1700)
(3)当 Q H 1700kW 或 T 35K 时
H = 2 (1 .5 v sD 0 .0 1Q H ) u
( 4 ) 当 1 0 m 高 处 的 年 平 均 风 速 小 于 或 等 于 1 .5 m /s时
q 源强 计算或实测
u 平均风速 多年的风速资料
H 有效烟囱高度
y 、 z 扩散参数
1.烟气抬升高度的计算
有 效 源 高 H H s H
H s ― ― 烟 囱 几 何 高 度 H― ― 抬 升 高 度
烟气抬升
初始动量： 速度、内径 烟温度 －>浮力
烟气抬升高度的计算
抬升高度计算式
（1） Holland公式：适用于中性大气条件（稳定时减小， 不稳时增加10％～20％）
c (x ,y ,z,H ) q e x p (y 2){ e x p [ (z H )2] e x p [ (z H )2]}
2 π uy z
2y 2
2y 2
2z 2
高架连续点源扩散模式
地 面 浓 度 模 式 ： 取 z＝ 0代 入 上 式 ， 得
c(x,y,0,H)πuqyzexp(2y 2y 2)exp(2H 2z2)
粒径小于15μm的颗粒物可按气体扩散计算
大于15μm的颗粒物：倾斜烟流模式
c (x ,y ,0 ,H ) 2 (1 π u a y )q ze x p ( 2 y2 y 2)e x p [ (H 2 v tx z 2/u )2]
vt
d p2 pg 18
地面反射系数
第三节 污染物浓度的估算
H
=
5
.5
Q
( Hale Waihona Puke Baidu / 4
H
d Ta dz
0 .0 0 9 8 ) 3 /8
扩散参数的确定
P－G曲线法
P－G曲线Pasquill常规气象资料估算 Gifford制成图表
实源： c(x,y,z,Hz)
像源： c(x,y,z,Hz)
实 源 的 贡 献
c(x,y,z,H )2πu qyzex p [ (2 y 2y 2(z2 H y 2)2)]
像 源 的 贡 献
c(x,y,z,H )2πu qyzexp[ (2 y 2y 2(z2 H z 2)2)]
实 际 浓 度
当 QH21000kW时
x10Hs
H=0.362QH1/3x2/3u1
x10Hs
H=1.55QH1/3Hs2/3u1
当QH 21000kW时
x3x*
H=0.362QH1/3
x1/3
1
u
x3x*
H=0.332QH3/5
H2/5 s
x*=0.33QH3/5
H3/5 s
6/5
u
烟气抬升高度的计算
抬升高度计算式 （续）
➢ 泰勒－>正态分布 ➢ 萨顿实用模式 ➢ 高斯模式
第二节 高斯扩散模式
高斯模式的有关假定
坐标系
右手坐标，y为横风向，z为垂直向
四点假设
a．污染物浓度在y、z风向上分布为正态分布 b．全部高度风速均匀稳定 c．源强是连续均匀稳定的 d．扩散中污染物是守恒的（不考虑转化）
高斯扩散模式
高斯扩散模式的坐标系
积 分 ， 可 以 解 出 四 个 未 知 数 ： 得 到 高 斯 模 式
c(x,y,z)2πu qyzexp[(2y 2y 22z2z2)]
高斯烟流的形态 c(x,y,z)2πu qyzexp[(2y 2y 22z2z2)]
高斯烟流的浓度分布
高斯烟流中心线上的浓度分布
高架连续点源扩散模式
镜像全反射---->像源法
H v s u D ( 1 .5 2 .7 T s T s T aD ) u 1 ( 1 .5 v s D 9 .6 1 0 3 Q H ) ➢Holland公式比较保守，特别在烟囱高、热释放率比较强的情况下
烟气抬升高度的计算
抬升高度计算式（续）
（2）Briggs公式：适用不稳定及中性大气条件
湍流的基本概念
湍流——大气的无规则运动
风速的脉动 风向的摆动
起因与两种形式
热力：温度垂直分布不均（不稳定） 机械：垂直方向风速分布不均匀及地面粗糙度
湍流扩散理论
主要阐述湍流与烟流传播及湍流与物质浓度衰减的关系
1.梯度输送理论
➢ 类比于分子扩散，污染物的扩散速率与负浓度梯度成正比
2.湍流统计理论
（3）我国“制订地方大气污染物排放标准的技术方 法”(GB/T13201-91)中的公式
( 1 ) 当 Q H 2 1 0 0 kW 和 (Ts Ta ) 3 5 K 时
H
n 0Q H n1 H
n2 s
1
u
T Q H = 0 .3 5 PaQ V T s
T
(2)当 1700kW Q H 2100kW 时
地面最大浓度模式（续）：
设 y z const （实际中成立）
dc(x,0,0,H) 0
dz
由此求得
cmax
2q πuH2e
z y
H
| 2 z xxcmax
地面源高斯模式（令H＝0）：
c(x,y,z,0) q
πuyz
exp[(2y2y2
2z2z2)]
相当于无界源的2倍（镜像垂直于地面，源强加倍）
颗粒物扩散模式
无界空间连续点源扩散模式
由正态分布假定，得下风向任一点的浓度分布 c(x,y,z)A (x)eay2ebz2
方差的表达式
y 2cdy
2 y
0
0 cdy
z2cdz
2 z
0
0 cdz
由假定d 源强积分式
（单位时间物料守恒） q
ucdydz
c 未 知 数 ： 浓 度 ， 待 定 函 数 A ( x ) ， 待 定 系 数 a ,b （ 2 1 2）
地 面 轴 线 浓 度 模 式 ： 再 取 y=0代 入 上 式
c(x,0,0,H)πuqyzexp(2H 2z2)
地面最大浓度模式：
考虑地面轴线浓度模式
q
H2
c(x,0,0,H)
πuyz
exp(2z2)
上式，x增大，则y、 z 增大，第一项减小，第二
项增大，必然在某x处有最大值
高架连续点源扩散模式
李艳广
大气污染物扩散模式
1
大气污染物扩散模式
1.湍流扩散的基本理论 2.高斯扩散模式 3.污染物浓度的估算方法 4.特殊气象条件下的扩散模式 5.城市及山区的扩散模式 6.烟囱高度设计
第一节 湍流扩散的基本理论
扩散的要素
风：平流输送为主，风大则湍流大 湍流：扩散比分子naturally扩散快105～106倍