大气扩散浓度估算模式
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第四章 大气扩散浓度估算模式
4.1 污染源的东侧为峭壁，其高度比污染源高得多。设有效源高为H ，污染源到峭壁的距离为L ，峭壁对烟流扩散起全反射作用。试推导吹南风时高架连续点源的扩散模式。当吹北风时，这一模式又变成何种形式？ 解：
吹南风时以风向为x 轴，y 轴指向峭壁，原点为点源在地面上的投影。若不存在峭壁，则有
]}2)(exp[]2)(){exp[2exp(2),,,(22
22
22'
z
z
y
z
y H z H z y u Q H z y x σ
σ
σ
σ
σπρ+-
+--
-
=
现存在峭壁，可考虑ρ为实源与虚源在所关心点贡献之和。 实源]}2)(exp[]2)(){exp[2exp(222
22
221z
z
y
z
y H z H z y u Q σ
σ
σ
σ
σπρ+-
+--
-
=
虚源]}2)(exp[]2)(]{exp[2)2(exp[222
22
22
2z
z
y
z
y H z H z y L u Q σ
σ
σσσπρ+-
+--
--
=
因此]}2)(exp[]2)(){exp[2exp(222
22
22z
z
y
z y H z H z y
u Q σ
σ
σ
σ
σπρ+-
+--
-
=+
]}2)(exp[]2)(]{exp[2)2(exp[222
22
22
z
z
y
z
y H z H z y L u Q σ
σ
σ
σ
σπ+-
+--
--
=
]}2)(exp[]2)(]}{exp[2)2(exp[)2{exp(222
22
22
22z
z
y
y
z
y H z H z y L y u Q σ
σ
σ
σ
σ
σπ+-
+--
--
+-
刮北风时，坐标系建立不变，则结果仍为上式。
4.2 某发电厂烟囱高度120m ，内径5m ，排放速度13.5m/s ，烟气温度为418K 。大气温度288K ，大气为中性层结，源高处的平均风速为4m/s 。试用霍兰德、布里格斯（x<=10H s ）、国家标准GB/T13201－91中的公式计算烟气抬升高度。 解：
霍兰德公式 m D T T T u
D v H s
a
s s 16.96)5418
2884187.25.1(4
5
5.13)7
.25.1(=⨯-⨯
+⨯=
-+=
∆。
布里格斯公式 kW
kW D
v T T T Q s s
a
s H 210002952155.13418
28841810
6.9
7.210
6.9
7.22
3
2
3
>=⨯⨯-⨯
⨯=
-⨯
⨯=
--且x<=10Hs 。此时 3
/23
/21
3
/11
3
/23
/180.24
29521
362.0362.0x
x
u
x
Q H H =⨯⨯==∆--。
按国家标准GB/T13201－91中公式计算， 因Q H >=2100kW ，Ts －Ta>=130K>35K 。
m u
H Q n H n
s n
H 93.2444
120
29521
303.11
3
/23
/11
021=⨯⨯⨯==∆--
（发电厂位于城市近郊，取n=1.303，n 1=1/3，n 2=2/3）
4.3 某污染源排出SO 2量为80g/s ，有效源高为60m ，烟囱出口处平均风速为6m/s 。在当时的气象条件下，正下风方向500m 处的m m z
y
1.18,3.35==σ
σ，试求正下风方向500m 处
SO 2的地面浓度。 解：
由《大气污染控制工程》P88（4－9）得
3
2
2
22/0273.0)1
.18260
exp(1
.183.35680
)2exp(m mg H u Q
z
z
y =⨯-
⨯⨯⨯=
-
=
πσ
σ
σπρ
4.4解：
阴天稳定度等级为D 级，利用《大气污染控制工程》P95表4－4查得x=500m 时m m z
y
1.18,3.35==σ
σ
。将数据代入式4－8得
3
2
2
2
2
/010.0)1
.18260
exp()3
.35250
exp(1
.183.35680
)60,0,50,500(m mg =⨯-
⨯-
⨯⨯⨯=πρ。
4.4 在题4.3所给的条件下，当时的天气是阴天，试计算下风向x=500m 、y=50m 处SO 2的
地面浓度和地面最大浓度。
解：
阴天稳定度等级为D 级，利用《大气污染控制工程》P95表4－4查得x=500m 时m m z
y
1.18,3.35==σ
σ
。将数据代入式4－8得
3
2
2
2
2
/010.0)1
.18260
exp()3
.35250
exp(1
.183.35680
)60,0,50,500(m mg =⨯-
⨯-
⨯⨯⨯=
πρ。
4.5 某一工业锅炉烟囱高30m ，直径0.6m ，烟气出口速度为20m/s ，烟气温度为405K ，大气温度为293K ，烟囱出口处风速4m/s ，SO 2排放量为10mg/s 。试计算中性大气条件下SO 2的地面最大浓度和出现的位置。 解：
由霍兰德公式求得 m D T T T u
D v H s
a
s s 84.5)6.0405
2934057.25.1(4
6
.020)7
.25.1(=⨯-⨯
+⨯=
-+=
∆，烟囱
有效高度为m H H H s 84.3584.530=+=∆+=。