大气环境质量预测模型课件
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大气环境质量评价与预测模型PPT(共52页)
I广1 3C SS S2 O 2 OC S漂 漂尘 尘 C C S S2 2 O OC C 漂 漂尘 尘
式中： C——表示实测浓度；
S——表示相应的环境质量标准。
3.1 大气环境质量现状评价
（3）沈阳大气质量指数
I沈阳 1.12105 4 Nhomakorabeai1
C Sii 0.40
沈阳大气质量指数评价参数
参数
SO2
I1 2 (I1 I2) 4.0 2 S 0 .43 1 1.3 3 C 0 .576
式中：S——SO2实测日均浓度，10-6g/g；
C——实测日均烟雾系数，COH单位/305m； a1、b1、a2、b2——确定指数尺度的常数。
格林建议的SO2和烟雾系数日均浓度标准
污染物
希望水平
警戒水平
极限水平
SO2（×10-6，体积比）
3 大气环境质量评价
主要内容：
1 大气环境质量现状评价 2 大气环境影响预测模型 3 大气环境影响评价
3.1 大气环境质量现状评价
3.1.1 大气污染监测评价
（1）大气环境质量现状评价的程序
大气环境质量现状评价的程序
调查准备阶段
污染监测阶段
评价分析阶段
成果应用阶段
3.1 大气环境质量现状评价
（2）大气污染监测评价 评价因子的选择
≤0.25
≤0.05
≤0.15
≤0.25
25
20
15
≤0.02
≤0.05
≤0.10
≤2
≤4
≤6
≤0.05
≤0.1
≤0.20
分级评分法分级标准
100～95
第一级 （理想级）
94～75
大气环境质量预测模型PPT课件
vt
d p2 pg 18
地面反射系数
化学与环境科学系
22
可编辑课件EQA》
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化学与环境科学系
14
可编辑课件EQA》
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什么是“熏烟”？
❖ 当前一天是无云或少云的晴天，风速又比较小时， 夜间将产生贴地逆温；次日日出后，这一贴地逆 温将逐渐自下而上的消失，形成一个不断增厚的 混合层。原来在逆温层中处于稳定状态的烟羽进 入混合层之后，由于其本身的下沉和垂直方向的 强扩散作用，污染物浓度在这一方向将接近于均 匀分布，出现所谓熏烟现象。
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点源特殊扩散模式（ 熏烟型扩散模式）
❖ 熏烟扩散时的计算公式为：
CF 2u Q yFhf exp(2 y2 y 2F) （ P）
（ P） ＝1 Pexp(t2)dp
2
2
p hf He
z
式中，hf：熏烟时的混合层高度； ơyF：熏烟条件下的横向扩散参数； hf －H：混合层和烟云轴线的高差。
化学与环境科学系
7
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常用的点源扩散模型（高架连续点源）
❖ （3）高架连续点源最大落地浓度和落地点距离
最大落地浓度发生在x轴线上。
Cm(xm)
2Q
euHe2P1
地面浓度最大值
xmax (H)12 (1 2
1
1)22 最大值点的下风距离
2
1
P1 (1
2 2 12
1(11 ) (11 ) 1(11 )
) H e 1 2 2
2 2 2
2
环境评价第三章幻灯片(1)
因此，大气稳定度可以用温度直减率
与干绝热直减率之差来判断，即r-rd大于
、小于和等于零为大气静力稳定度的判据
（二）大气边界层的温度场
对于r和rd的物理意义应具有较确切认 识，rd是以质量衡定的一块空气团为
对象在干绝热条件下沿垂直上升而导 出的气温垂直递减率，是一个由气态
方程给定的确定值。r则是气温的环境
第一节 大气环境质量现状评价
4
M Ai
i 1
分级标准
第一节 大气环境质量现状评价
习题课： 1、已知某市某日的空气质量指标分别
:PM2.5为123ug/m3 、 PM10 为 0.080mg/m3 、 NO2 为 0.090mg/m3 、 SO2 为 0.085mg/m3 、 CO为14.6mg/m3 。试根据空气污染指数分级浓度限值 , 求出 上述五类污染物的空气质量指数 AQI, 并确 定空气质量级别和首要污染物。
近地层到大气边界层顶的一层称 过渡层。大气扩散发生的地方。
第二节 大气环境质量预测模型
（二）大气边界层的温度场 2、气温垂直分布 （1）温度层结：温度随高度的
分布情况。它影响大气垂直方 向的流动情况，由于地面构筑 物不同，温度层结不同。 （2）温度层结类型
（二）大气边界层的温度场
a — 递减层结 高 b — 中性层结 度 c — 逆温层结 （ d — 等温层结 ）
4 采样与分析方法：尽量选用国家标 准方法。
第一节 大气环境质量现状评价
（2）污染监测阶段 按照监测计划进行大气污
染监测。在大气污染监测的同 时配合同步气象观测，同时进 行污染生物学和环境卫生学监 测。
第一节 大气环境质量现状评价
（3）评价分析阶段
运用大气质量指数或其它评价 方法对大气污染程度进行描述 ，分析时空变化规律，并对大 气污染进行分级。
与干绝热直减率之差来判断，即r-rd大于
、小于和等于零为大气静力稳定度的判据
（二）大气边界层的温度场
对于r和rd的物理意义应具有较确切认 识，rd是以质量衡定的一块空气团为
对象在干绝热条件下沿垂直上升而导 出的气温垂直递减率，是一个由气态
方程给定的确定值。r则是气温的环境
第一节 大气环境质量现状评价
4
M Ai
i 1
分级标准
第一节 大气环境质量现状评价
习题课： 1、已知某市某日的空气质量指标分别
:PM2.5为123ug/m3 、 PM10 为 0.080mg/m3 、 NO2 为 0.090mg/m3 、 SO2 为 0.085mg/m3 、 CO为14.6mg/m3 。试根据空气污染指数分级浓度限值 , 求出 上述五类污染物的空气质量指数 AQI, 并确 定空气质量级别和首要污染物。
近地层到大气边界层顶的一层称 过渡层。大气扩散发生的地方。
第二节 大气环境质量预测模型
（二）大气边界层的温度场 2、气温垂直分布 （1）温度层结：温度随高度的
分布情况。它影响大气垂直方 向的流动情况，由于地面构筑 物不同，温度层结不同。 （2）温度层结类型
（二）大气边界层的温度场
a — 递减层结 高 b — 中性层结 度 c — 逆温层结 （ d — 等温层结 ）
4 采样与分析方法：尽量选用国家标 准方法。
第一节 大气环境质量现状评价
（2）污染监测阶段 按照监测计划进行大气污
染监测。在大气污染监测的同 时配合同步气象观测，同时进 行污染生物学和环境卫生学监 测。
第一节 大气环境质量现状评价
（3）评价分析阶段
运用大气质量指数或其它评价 方法对大气污染程度进行描述 ，分析时空变化规律，并对大 气污染进行分级。
06第6章：大气质量模型
1. 单箱模型 单箱模型是计算一个区域或城市的大 气质量的最简单的模型。这个模型假定 所研究的区域或城市为一个箱子所笼罩， 这个箱子的平面尺寸就是所研究的区域 或城市的平面，箱子的高度是由地面计 算的混合层高度。
图1-箱式模型
根据整个箱子的输入、输出，可以写出 质量平衡方程：
dC lbh ubh (C 0 C ) lbQ KClbh dt
箱式大气质量模型
有很多模型用来预测和模拟大气质量， 其中最简单的是箱式大气质量模型。 箱式大气质量模型的基本假设是：在模 拟大气的污染物浓度时，可以把所研究 的空间范围看成是一个尺寸固定的“箱 子”，这个箱子的高度就是从地面计算 的混合层高度，而污染物浓度在箱子内 处处相等。 箱式大气质量模型可以分为单箱模型和 多箱模型。
Ql C C0 (1 e uh
ut l
Hale Waihona Puke )（ 2）当式（2）中的t很大时，箱内的污染 物浓度C随时间的变化趋于稳定状态，这 时的污染物浓度称为平衡浓度Cp，由式 （2）可得：
Ql C p C0 uh
（ 3）
如果污染物在箱内的衰减速度常数 K≠0，式（1）的解为：
Q h C0 K C C0 u/l K u 1 exp( ( K ) t ) l
对于子箱1-4 ：
A 和 D 均为已知，则： 1 CA D
（10）
由于第一列4个子箱的输出就是第2列4个子 箱的输入，如果Δl和Δh是常数，对第二列来说， D A的值和式（8）中相等，只是 有所变化，这时：
Q5 l a1C1 a2C2 D a3C3 a4C4
（ 8）
大气环评ppt课件
nk
exp
2nh He
2
2 z
2
exp
2nh H
2
2 z
e
2
一、二级评价项目，可取下式中的k=4；三级评价项目可取k=0
.
3 地面最大浓度
cm X m
2Q
e.
.U
.H
2 e
.P1
式中：
P1
1
1 2
2 1 2
1 2
1
1 2
•
1 /2
H • e e 112
.
例4 拟建一座火电厂，排气筒高100m， 排气筒出口内径5m，排烟筒出口处烟气 排出速度为13.5m/s，排气筒出口处的烟 气温度为145℃ ，厂址附近气象台统计定 时观测最近5年平均气温为15℃ ，据预测， 在静风与稳定天气条件下，排放源高度 以上环境温度垂直变化率为0.001 ℃/m， 求烟气的抬升高度。
.
第四节 大气环境影响预 测有关参数的选择与计算
1 烟气抬升高度 2 混合层高度 3 大气稳定度 4 扩散参数
.
平均风速幂函数廓线模式
（在近地层、中性层结、平坦下垫面条件 下推导得出的）
m
当 z 2 2 m , u 0 u 1 z z 1 2 0
z 2 2 m , u 0 u 1 2 z 1 0 m 00
.
例2 某炼油厂的排气筒高度为50m， 平均排气筒的有效高为60m，排放 SO2污染物的强度为80000g/s，已知 距地面10m处的风速为4m/s，求大 气稳定度位D级时正下风向500m处 的SO2浓度。
.
例3 位于平原城区的某化工总厂的二期 电站工程，拟建120m高的排气筒，上出 口内径为6m，排烟气量为54.15m3/s，排 气筒出口处的烟气温度为130℃ ，当地气 象台统计定时观测最近5年平均气温为 9.2℃ ，平均风速为3.9m/s。假定气象台 址与工厂地面海拔高度相同，计算在D级 稳定度时，排气筒烟气的抬升高度。
exp
2nh He
2
2 z
2
exp
2nh H
2
2 z
e
2
一、二级评价项目，可取下式中的k=4；三级评价项目可取k=0
.
3 地面最大浓度
cm X m
2Q
e.
.U
.H
2 e
.P1
式中：
P1
1
1 2
2 1 2
1 2
1
1 2
•
1 /2
H • e e 112
.
例4 拟建一座火电厂，排气筒高100m， 排气筒出口内径5m，排烟筒出口处烟气 排出速度为13.5m/s，排气筒出口处的烟 气温度为145℃ ，厂址附近气象台统计定 时观测最近5年平均气温为15℃ ，据预测， 在静风与稳定天气条件下，排放源高度 以上环境温度垂直变化率为0.001 ℃/m， 求烟气的抬升高度。
.
第四节 大气环境影响预 测有关参数的选择与计算
1 烟气抬升高度 2 混合层高度 3 大气稳定度 4 扩散参数
.
平均风速幂函数廓线模式
（在近地层、中性层结、平坦下垫面条件 下推导得出的）
m
当 z 2 2 m , u 0 u 1 z z 1 2 0
z 2 2 m , u 0 u 1 2 z 1 0 m 00
.
例2 某炼油厂的排气筒高度为50m， 平均排气筒的有效高为60m，排放 SO2污染物的强度为80000g/s，已知 距地面10m处的风速为4m/s，求大 气稳定度位D级时正下风向500m处 的SO2浓度。
.
例3 位于平原城区的某化工总厂的二期 电站工程，拟建120m高的排气筒，上出 口内径为6m，排烟气量为54.15m3/s，排 气筒出口处的烟气温度为130℃ ，当地气 象台统计定时观测最近5年平均气温为 9.2℃ ，平均风速为3.9m/s。假定气象台 址与工厂地面海拔高度相同，计算在D级 稳定度时，排气筒烟气的抬升高度。
大气环境影响预测与评价专题PPT课件
灌木等。 ⑤同时注意监测点的可到达性和电力保证。
17
（五）各种污染物监测数据要求
污染物 SO2、NOx、NO2 TSP、PM10、Pb SO2、NOx、NO2、CO TSP、PM10、B[a]P、Pb SO2、NOx、NO2、CO、O3
Pb
氟化物（以F计）
取值时间 年平均
年平均 日平均 日平均 1h平均 季平均 月平均 植物生长季平均 日平均 1h平均
求 适用地形及风场条
件
模拟污染物
其他
点源、面源、体源
小于等于50km 地面气象数据及对 应高空气象数据
简单地形、复杂地 形
气态污染物、颗粒 物
点源、面源、 线源、体源
小于等于50km
地面气象观测 数据
简单地形、 复杂地形
气态污染物、 颗粒物
点源、面源、线源、体 源
大于50km
地面气象数据及对应高 空气象数据
个小时浓度
02、08、14、20，4个小时 浓度
特殊规定
对于评价范围内没有排放同种污染物的项目，可减少 监测天数、点位
15
监测点数 布点方法 布点方位
布点要求
一级评价 ≥10
二级评价 ≥6
三级评价 2～4
极坐标布点法 极坐标布点法 极坐标布点法
米
十
一
各个监测点要有代表性，环境监测值能反映各环境敏 感区域、各环境功能区的环境质量，以及预计受项目
5
（二）污染源调查与分析方法 新建项目：类比调查、物料衡算或设计资料确定； 在建和未建项目：已批准的环评报告书； 改、扩建项目：利用已有的有效数据或实测； 分期实施的项目：可利用前期工程最近5年内的验收监测资料、 年度例行监测资料或实测。
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（五）各种污染物监测数据要求
污染物 SO2、NOx、NO2 TSP、PM10、Pb SO2、NOx、NO2、CO TSP、PM10、B[a]P、Pb SO2、NOx、NO2、CO、O3
Pb
氟化物（以F计）
取值时间 年平均
年平均 日平均 日平均 1h平均 季平均 月平均 植物生长季平均 日平均 1h平均
求 适用地形及风场条
件
模拟污染物
其他
点源、面源、体源
小于等于50km 地面气象数据及对 应高空气象数据
简单地形、复杂地 形
气态污染物、颗粒 物
点源、面源、 线源、体源
小于等于50km
地面气象观测 数据
简单地形、 复杂地形
气态污染物、 颗粒物
点源、面源、线源、体 源
大于50km
地面气象数据及对应高 空气象数据
个小时浓度
02、08、14、20，4个小时 浓度
特殊规定
对于评价范围内没有排放同种污染物的项目，可减少 监测天数、点位
15
监测点数 布点方法 布点方位
布点要求
一级评价 ≥10
二级评价 ≥6
三级评价 2～4
极坐标布点法 极坐标布点法 极坐标布点法
米
十
一
各个监测点要有代表性，环境监测值能反映各环境敏 感区域、各环境功能区的环境质量，以及预计受项目
5
（二）污染源调查与分析方法 新建项目：类比调查、物料衡算或设计资料确定； 在建和未建项目：已批准的环评报告书； 改、扩建项目：利用已有的有效数据或实测； 分期实施的项目：可利用前期工程最近5年内的验收监测资料、 年度例行监测资料或实测。
大气环境质量现状评价与质量预测模型(ppt 76页)
2、《环境影响评价技术导则－大气环境》 （HJ2.2-2008）
23
评价
评价就是对监测数据进行统计、分析，并选用适宜的大 气质量指数模型求取大气质量指数。
根据大气质量指数及其对应的环境生态效应进行污染分 级，绘制大气质量分布图，从而探讨各项大气污染物和 环境质量随着时空的变化，指出造成本区大气环境质量 恶化的主要污染源和主要污染物，研究大气污染对人群 和生态环境的影响。
生活污染源
4
大气污染源的分类
点源（如一根向大气排放污染物的烟囱） 按污染源的几何 线源（如一条繁忙的公路） 形状和运动特性
面源（如设备的无组织排放） 体源（如一个高大的车间在近距离）
5
大气污染源的分类
固定源（污染物由固定地点排放）
按污染源的 运动特性
流动源（各种交通工具，如汽车、轮船）
6
大气污染源的分类
环境空气质量目标
GB3095—1996 一级
禁止新建、扩建污 染源。 执行一级排放标准。
二 厦门市辖区内除一类和 类 三类以外的区域。 区
居住、商业、 工业 混杂区以及一般工业 区、农村地区
1318.91
GB3095—1996 二级
执行二级排放标准。
三 马青路以南，海新路以 石油化工及冶金、建 类 东，芦澳路以西，角嵩 材基地 区 路以北的海沧工业区。
（一）植物监测机理 （二）植物监测 1.植物可见症状的应用 (1)二氧化硫 症状主要出现在叶脉间，呈现大小不等的、
无一定分布规律的点、块状伤斑，与正常组织之间界 线明显，也有少数伤斑分布在叶片边缘，或全叶褪绿 黄化。伤斑颜色多为土黄或红棕色，但伤斑的形状、 分布和色泽因植物种类和受害条件的不同会有一定的 变化，幼叶不易受害。例如单子叶植物伤斑常沿平行 脉呈条状，分布在叶尖或叶片隆起部位；树的受害部 位一般从叶尖开始向基部扩展，阔叶树通常在脉间出 现不规则的大斑块或斑点，有时伤斑成长条状。
23
评价
评价就是对监测数据进行统计、分析，并选用适宜的大 气质量指数模型求取大气质量指数。
根据大气质量指数及其对应的环境生态效应进行污染分 级，绘制大气质量分布图，从而探讨各项大气污染物和 环境质量随着时空的变化，指出造成本区大气环境质量 恶化的主要污染源和主要污染物，研究大气污染对人群 和生态环境的影响。
生活污染源
4
大气污染源的分类
点源（如一根向大气排放污染物的烟囱） 按污染源的几何 线源（如一条繁忙的公路） 形状和运动特性
面源（如设备的无组织排放） 体源（如一个高大的车间在近距离）
5
大气污染源的分类
固定源（污染物由固定地点排放）
按污染源的 运动特性
流动源（各种交通工具，如汽车、轮船）
6
大气污染源的分类
环境空气质量目标
GB3095—1996 一级
禁止新建、扩建污 染源。 执行一级排放标准。
二 厦门市辖区内除一类和 类 三类以外的区域。 区
居住、商业、 工业 混杂区以及一般工业 区、农村地区
1318.91
GB3095—1996 二级
执行二级排放标准。
三 马青路以南，海新路以 石油化工及冶金、建 类 东，芦澳路以西，角嵩 材基地 区 路以北的海沧工业区。
（一）植物监测机理 （二）植物监测 1.植物可见症状的应用 (1)二氧化硫 症状主要出现在叶脉间，呈现大小不等的、
无一定分布规律的点、块状伤斑，与正常组织之间界 线明显，也有少数伤斑分布在叶片边缘，或全叶褪绿 黄化。伤斑颜色多为土黄或红棕色，但伤斑的形状、 分布和色泽因植物种类和受害条件的不同会有一定的 变化，幼叶不易受害。例如单子叶植物伤斑常沿平行 脉呈条状，分布在叶尖或叶片隆起部位；树的受害部 位一般从叶尖开始向基部扩展，阔叶树通常在脉间出 现不规则的大斑块或斑点，有时伤斑成长条状。
大气环境质量评价与预测模型
（3）忽略X方向的弥散作用及Z方向的迁移作用；
（4）把每一个子箱子都看作混合均匀的体系；
（5）各子箱子的浓度分布处于平衡状态。
3.2 大气环境影响预测模型
对子箱1：
式中：E1,2为高度方向上第一个箱子与第二个箱 子间的湍流系数。
对子箱2：
大气质量多箱模型示意图
对子箱3： 对子箱4：
3.2 大气环境影响预测模型
0.25
0.30
0.30
m
乡村
0.07
0.07
0.10
0.15
0.25
0.25
3.2 大气环境影响预测模型
3.2.2 大气环境影响评价预测模型
（1）点源扩散的高斯模型
A、 连续点源高斯模型的推出
式中：C——污染物质的平均浓度， mg/m3；
x，y，z——三个方向的坐标分量，m ；
3.2 大气环境影响预测模型
分级
大气质量指数的分级
清洁
轻污染
中污染
I上 大气污染水平
＜0.6 清洁
0.6～1.0 大气质量标准
1.0～1.9 警戒水平
重污染 1.9～2.8 警报水平
极重污染 ＞2.8
紧急水平
3.1 大气环境质量现状评价
（2）均值型大气质量指数
式中： C——表示实测浓度；
S——表示相应的环境质量标准。
3.1 大气环境质量现状评价
对于实源，p点在以实源为原点的坐标 系中的垂直坐标为（zHe）。如果不考虑地 面的影响，可知在p点的污染物浓度为：
式中He为污染源有效高度，等于烟囱的高度H和烟气的抬升高度H之和，m。 对于像源，p点的垂直坐标为（z+He），浓度为：
3.2 大气环境影响预测模型
（4）把每一个子箱子都看作混合均匀的体系；
（5）各子箱子的浓度分布处于平衡状态。
3.2 大气环境影响预测模型
对子箱1：
式中：E1,2为高度方向上第一个箱子与第二个箱 子间的湍流系数。
对子箱2：
大气质量多箱模型示意图
对子箱3： 对子箱4：
3.2 大气环境影响预测模型
0.25
0.30
0.30
m
乡村
0.07
0.07
0.10
0.15
0.25
0.25
3.2 大气环境影响预测模型
3.2.2 大气环境影响评价预测模型
（1）点源扩散的高斯模型
A、 连续点源高斯模型的推出
式中：C——污染物质的平均浓度， mg/m3；
x，y，z——三个方向的坐标分量，m ；
3.2 大气环境影响预测模型
分级
大气质量指数的分级
清洁
轻污染
中污染
I上 大气污染水平
＜0.6 清洁
0.6～1.0 大气质量标准
1.0～1.9 警戒水平
重污染 1.9～2.8 警报水平
极重污染 ＞2.8
紧急水平
3.1 大气环境质量现状评价
（2）均值型大气质量指数
式中： C——表示实测浓度；
S——表示相应的环境质量标准。
3.1 大气环境质量现状评价
对于实源，p点在以实源为原点的坐标 系中的垂直坐标为（zHe）。如果不考虑地 面的影响，可知在p点的污染物浓度为：
式中He为污染源有效高度，等于烟囱的高度H和烟气的抬升高度H之和，m。 对于像源，p点的垂直坐标为（z+He），浓度为：
3.2 大气环境影响预测模型
大气环境质量评价与预测模型(ppt 52页)
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3.2 大气环境影响预测模型
E、熏烟模型
假定发生熏烟后，污染物浓度在垂直方向为均匀分布，则熏烟条件下的地面浓度：
Cf
Q
2 uh f yf
exp
y2
2
2 yf
( p)
t
( p) -
1
2
exp
t2 2
dt
p hf He
z
yf
y
He 8
式中：hf——逐渐增厚的混合层高度，m； yf——熏烟条件下的侧向扩散参数，它们是下风距离x的函数，m； （p）——正态分布函数，它用来反映原稳定状态下的烟羽进入混合层中
8
3.1 大气环境质量现状评价
（5）美国橡树岭大气质量指数
I 橡
5 5.7 i1
Ci Si
1.37
式中：Ci ——第i种污染物24小时平均浓度； Si——第i种污染物的大气质量标准。
质量分级 I橡
优良 ＜20
I橡与大气环境质量分级
好
尚可
差
20～39 40～59 60～79
坏 80～100
危险 ＞100
不同大气稳定度下的m值
大气稳定度级别
A
B
C
D
E
F
城市
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.30
m
乡村
0.07
0.07
0.10
0.15
0.25
0.25
15
3.2 大气环境影响预测模型
3.2.2 大气环境影响评价预测模型
（1）点源扩散的高斯模型
A、 连续点源高斯模型的推出
C
t
大气环境影响预测与评价解析课件
对于一般的燃烧设备
计算小时或日平均浓度时，可以假定NO2/NOx=0.9； 计算年平均浓度时，可以假定NO2/NOx=0.75。
在计算机动车排放NO2 和NOx 比例时，应根据不 同车型的实际情况而定。
18
二、大气环境影响预测内容
一级评价项目预测内容一般包括：
环境空气保护目标、网格点处的
全年逐时/逐次小时气象条件下，地面浓度和最大地面小 时浓度；
参数类型 ADMS
AERMOD
地表粗糙度， 地表返照率、
地表参数 最小M-O长 BOWEN率、地
度
表粗糙度
干沉降参 数
沉降率
干沉降参数
湿沉降参 数
清洗率
湿沉降参数
化学反应 参数
化学反应选 项
半衰期、NOx转 化系数、臭氧浓
度等
其他参数
模拟建筑物/ 山区
时区、城市/农村
CALPUFF 地表粗糙度、土地使用类型、植被
10
11
复杂地形
距污染源中心点5km内的地形高度（不含建筑物） 等于或超过排气筒高度时，定义为复杂地形 。
12
13
6、设定预测情景
序号 污染源类别 新增污染源
1 （正常排放）
排放方案
现有方案 /
推荐方案
预测因子
所有预测 因子
计算点
环境空气保护目标 网格点
区域最大地面浓度点
常规预测内容
小时浓度 日平均浓度 年均浓度
C实
Q
2u
y z
y2
e
xp[(
2
2 y
(z
He )2
2
2 z
)]
He－z
P(x,y,z)
计算小时或日平均浓度时，可以假定NO2/NOx=0.9； 计算年平均浓度时，可以假定NO2/NOx=0.75。
在计算机动车排放NO2 和NOx 比例时，应根据不 同车型的实际情况而定。
18
二、大气环境影响预测内容
一级评价项目预测内容一般包括：
环境空气保护目标、网格点处的
全年逐时/逐次小时气象条件下，地面浓度和最大地面小 时浓度；
参数类型 ADMS
AERMOD
地表粗糙度， 地表返照率、
地表参数 最小M-O长 BOWEN率、地
度
表粗糙度
干沉降参 数
沉降率
干沉降参数
湿沉降参 数
清洗率
湿沉降参数
化学反应 参数
化学反应选 项
半衰期、NOx转 化系数、臭氧浓
度等
其他参数
模拟建筑物/ 山区
时区、城市/农村
CALPUFF 地表粗糙度、土地使用类型、植被
10
11
复杂地形
距污染源中心点5km内的地形高度（不含建筑物） 等于或超过排气筒高度时，定义为复杂地形 。
12
13
6、设定预测情景
序号 污染源类别 新增污染源
1 （正常排放）
排放方案
现有方案 /
推荐方案
预测因子
所有预测 因子
计算点
环境空气保护目标 网格点
区域最大地面浓度点
常规预测内容
小时浓度 日平均浓度 年均浓度
C实
Q
2u
y z
y2
e
xp[(
2
2 y
(z
He )2
2
2 z
)]
He－z
P(x,y,z)
大气污染物的浓度预测模式PPT课件
大气环境影响评价
1. 大气环境影响评价概述
2. 大气污染源调查与评价
3. 污染气象参数调查
4. 大气环境质量状况调查
5. 大气污染物的浓度预测模式
6. 大气环境污染控制管理
5. 大气污染物的浓度预测模式
点源扩散的高斯模式
点源扩散高斯模式中参数的选取 非点源大气污染物扩散预测 特殊情况下大气污染物预测模式
(5-20)
3. 非点源大气污染物扩散预测
（1）连续线源扩散模式 ： （P113）
在高斯模式中，连续线源等于连续点源在线源长度上的 积分。直线型线源等简单情形，可求出连续线源浓度的解
析公式（线源与风向垂直、平行、成一定角度）。
（2）连续面源扩散模式： （P114）
积分法 虚点源法（后退点源）
γ2——铅直扩散参数回归系数； x—— 距排气筒下风向水平距离，m；
稳定度等级 A B B~C C C~D D D~E E F
α
1
γ
1
下风距离,m 0~1000 >1000 0~1000 >1000 0~1000 >1000 0~1000 >1000 0~1000 >1000 0~1000 >1000 0~1000 >1000 0~1000 >1000 0~1000 >1000
推导得到地面浓度模式：
He2 y2 C ( x, y,0) exp( 2 ) exp( 2 ) u y z 2 y 2 z Q
掌握
地面轴线浓度扩散模式
地面浓度以X轴为对称，X轴上具有最大值，向两侧（Y 方向）逐渐减小。因此，地面轴线浓度是我们所关心的。
当y=0，z＝0时，由
高斯扩散模式中σy、σz的确定P117
1. 大气环境影响评价概述
2. 大气污染源调查与评价
3. 污染气象参数调查
4. 大气环境质量状况调查
5. 大气污染物的浓度预测模式
6. 大气环境污染控制管理
5. 大气污染物的浓度预测模式
点源扩散的高斯模式
点源扩散高斯模式中参数的选取 非点源大气污染物扩散预测 特殊情况下大气污染物预测模式
(5-20)
3. 非点源大气污染物扩散预测
（1）连续线源扩散模式 ： （P113）
在高斯模式中，连续线源等于连续点源在线源长度上的 积分。直线型线源等简单情形，可求出连续线源浓度的解
析公式（线源与风向垂直、平行、成一定角度）。
（2）连续面源扩散模式： （P114）
积分法 虚点源法（后退点源）
γ2——铅直扩散参数回归系数； x—— 距排气筒下风向水平距离，m；
稳定度等级 A B B~C C C~D D D~E E F
α
1
γ
1
下风距离,m 0~1000 >1000 0~1000 >1000 0~1000 >1000 0~1000 >1000 0~1000 >1000 0~1000 >1000 0~1000 >1000 0~1000 >1000 0~1000 >1000
推导得到地面浓度模式：
He2 y2 C ( x, y,0) exp( 2 ) exp( 2 ) u y z 2 y 2 z Q
掌握
地面轴线浓度扩散模式
地面浓度以X轴为对称，X轴上具有最大值，向两侧（Y 方向）逐渐减小。因此，地面轴线浓度是我们所关心的。
当y=0，z＝0时，由
高斯扩散模式中σy、σz的确定P117
大气环境影响评价评价ppt课件
.
无界空间连续点源高斯模式：
C(x,y,z)2uQ yzex(p2y [2y 22z2z2)]
式中σy、σz为污染物在y、z方向的标准差，为平均风速 m
／s，Q 源强。
式中，扩散系数σy、σz与大气稳定度和水平距离x有关，并随 x的增大而增加。当y＝0，z＝0时，A（x）＝C（x，0,0）， 即A（x）为x轴上的浓度，也是垂直于x轴截面上污染物的最 大浓度点Cmax。当x→∞，σy及σz→∞，则C→0，表明污染物 以在大气中得以完全扩散。
.
三、大气环境影响预测中的多源叠加的技术要求
1．一级评价项目可按下述规定执行
1.1计算该建设项目每期建成后各大气污染源的地面浓度，并在 接受点上进行叠加。
1.2对于改扩建项目还应计算现有全部大气污染源的叠加地面浓 度。
1.3对于评价区的其它工业和民用污染源以及界外区的高大点源， 应尽可能叠加其地面浓度。如果难以获得上述污染源的调查资 料或其浓度监测值远小于大气质量标准时，也可将其监测数据 作为背景值进行叠加(对于改扩建项目，背景值可用从评价区现 状监测浓度中减去该项目现状计算浓度的方法估计)。
数学方法主要是指利用数学模式进行计算或模拟。近 20年来，由于计算机技术的飞速发展，数学方法应用 的较为普遍。数学方法主要是利用大气扩散模型。目 前在我国大气环评中的主要大气扩散模型都以正态扩 散模式（即Gauss模式）为基础。正态扩散模式成立 的前提是假定污染物在空间的概率密度是正态分布， 概率密度的标准差亦即扩散参数通常用“统计理论” 方法或其他经验方法确定。
一级评价除预测上述内容外，还应预测可能发生的非正常 条件下的上述预测内容和施工期间的大气环境质量预测内容。
熏烟型气象条件出现在日出后，夜间产生的贴地逆温逐渐 自下而上地消失，新的混合层开始增长，到前一天晚上烟羽的 高度时，聚集的污染物通过混合层夹卷和湍流被完全混合至地 面。
无界空间连续点源高斯模式：
C(x,y,z)2uQ yzex(p2y [2y 22z2z2)]
式中σy、σz为污染物在y、z方向的标准差，为平均风速 m
／s，Q 源强。
式中，扩散系数σy、σz与大气稳定度和水平距离x有关，并随 x的增大而增加。当y＝0，z＝0时，A（x）＝C（x，0,0）， 即A（x）为x轴上的浓度，也是垂直于x轴截面上污染物的最 大浓度点Cmax。当x→∞，σy及σz→∞，则C→0，表明污染物 以在大气中得以完全扩散。
.
三、大气环境影响预测中的多源叠加的技术要求
1．一级评价项目可按下述规定执行
1.1计算该建设项目每期建成后各大气污染源的地面浓度，并在 接受点上进行叠加。
1.2对于改扩建项目还应计算现有全部大气污染源的叠加地面浓 度。
1.3对于评价区的其它工业和民用污染源以及界外区的高大点源， 应尽可能叠加其地面浓度。如果难以获得上述污染源的调查资 料或其浓度监测值远小于大气质量标准时，也可将其监测数据 作为背景值进行叠加(对于改扩建项目，背景值可用从评价区现 状监测浓度中减去该项目现状计算浓度的方法估计)。
数学方法主要是指利用数学模式进行计算或模拟。近 20年来，由于计算机技术的飞速发展，数学方法应用 的较为普遍。数学方法主要是利用大气扩散模型。目 前在我国大气环评中的主要大气扩散模型都以正态扩 散模式（即Gauss模式）为基础。正态扩散模式成立 的前提是假定污染物在空间的概率密度是正态分布， 概率密度的标准差亦即扩散参数通常用“统计理论” 方法或其他经验方法确定。
一级评价除预测上述内容外，还应预测可能发生的非正常 条件下的上述预测内容和施工期间的大气环境质量预测内容。
熏烟型气象条件出现在日出后，夜间产生的贴地逆温逐渐 自下而上地消失，新的混合层开始增长，到前一天晚上烟羽的 高度时，聚集的污染物通过混合层夹卷和湍流被完全混合至地 面。
大气环境质量评价及影响预测PPT精品课件
5.3 湍流扩散的基本理论
5.3.1 湍流的基本概念
描述湍流运动有两种方法，一种是欧拉法，它在空间划出一个控制体 为对象，考察流体流经它的情形，欧拉法注重于特定时刻整个流场及 某定点不同时刻的流体运动性质。另一种是拉格朗日法，它在流体运
动时，追随研究一个典型的流体单元。
5.3.2 湍流扩散理论
exp[(
y2
2
2 y
)]{exp[
(
z
H
2
2 z
)
2
]
u y z
2
2 y
2
2 z
exp[ (z H )2 ]}
2
2 z
地面点 C(x,y,0)
Q exp[( y2 )]
u y z
2
2 y
Q
y2
H2
u y z
exp[(
2
2 y
2
2 z
)]
地面轴 线上点 C(x,0,0)
Q
u y z
Q
u y z
dp gdz
u 3.02 F 3 (km/ h)
风速廓线
风力计算
u2
u1
(
z2 z1
)
p
大气的 结构和 组成
外逸层 热成层
中间层
平流层
对流层
臭氧
大气层的结构和组成
大气属于混气合气体，氮、氧、氩合占总体积 的９９.９６％，余为氖、氦、氨、氙、氢等微 气量气体。 自１１０千米向上原子氧逐渐增加，直到主要 是原子氧的层，再向上为原子氦层（高１００ ０—２４００千米）和气原子氢层（２４００ 千米以上）。
d
Ag Cp
1K /100 m
5.2.2 大气静力稳定度及其判据
环境系统分析教程之箱式大气质量模型(ppt 43张)
5. 逆温条件下的高架连续点源模型
如果在烟囱排出口的上空存在逆温层，从地面到逆温层的 底部的高度为h，这时，烟囱的排烟不仅要受到地面的反
射，还要受到逆温层的反射。
逆温条件下高架连续点源的地面轴线浓度：
h表示从地面到逆温层底部的高度
应用条件是He≤h
三、高架多点源连续排放模型
四、可沉降颗粒物的扩散模型
已知烟囱的物理高度为 60m ，烟气抬升高度为 98m ，计算平均风速为
6m/s，SO2排放量为650g/s ，试计算自地面至 240m高处的SO2浓度在下 风向800m处轴线上的垂直分布。（σy=2.06x0.61；σz=0.10x1.01）
1. 高架连续点源的地面浓度模型
令z=0，得：
2. 高架连续点源的地面轴线浓度模型
令y=0，z=0，得：
3. 高架连续点源最大落地浓度模型
当
uxH xx 4E z
*
2 e
C(x,0,0, He ) He ) max C(x,0,0,2 e
Ey
2Q σz πeu xH σ
2 e y
4. 烟囱有效高度的估算
如果给定地面污染物最大允许浓度，由上式可以估算烟 囱的有效高度He*
1. 瞬时单烟团正态扩散模型
令三个坐标方向上的污染物分布的标准差为：
2 2 2 σ 2E t ， σ 2E t ， σ 2E t x x y y z z
2 2 2 (y u t) M (x u t) (z u t) y x z C(x, y, z, t) exp 2 2 2 3 σ 2 σ 2 σ 8 π σ σ σ x y z 2 x y z
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常用的点源扩散模型（高架连续点源）
（1）高架连续点源的地面浓度
令z＝0，可用于计算地面任何一点的 污染物浓度。这是实际大气环境影响评价 关心的问题。
1 y C ( x, y, 0, H ) exp[ ( 2 2 )] 2 y z u y z
化学与环境科学系 《环境质量评价EQA》
Q
2
He2
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常用的点源扩散模型（高架连续点源）
（2）高架连续点源的地面轴线浓度
地面轴线是从烟囱原点向下风向延伸的 方向，即x方向。令z＝0，y＝0。
He Q C ( x,0,0) exp( 2 ) 2 z u y z
化学与环境科学系
2
《环境质量评价EQA》
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《环境质量评价EQA》
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常用的点源扩散模型（高架连续点源） （3）高架连续点源最大落地浓度和落地点距离
最大落地浓度发生在x轴线上。 2Q Cm ( xm ) e uH e 2 P 1
xmax (
地面浓度最大值
2
H
)
2
1
1 (1 ) 2
1 2 2
2Q Cm ( xm ) e uH e 2 P 1
xmax (
P 1
)2 ( 1
2 1 2
1
1 2
1 ) 2
)
最大值点的下风距离
1 2
(1
1 2 (1 (1 ) 2
1
1
)
2
He
e
1 (1 1 ) 2 2
当a1＝a2时，上述公式可以简化为：
化学与环境科学系 《环境质量评价EQA》
漳州师院
Logo 最大地面浓度及其位置
某城市远郊区（丘陵）有一火力发电厂， 排烟高度H＝120m，烟囱排放口的直径D ＝1.5m，排放SO2的源强Q＝800kg/h，排 气温度Ts＝413k，烟气出口Vs＝18m/s。 在8月份某日17点（北京时间），当时大气 稳定度为C类，气温303k，邻近气象站测 得地面风速为2.8m/s。试求：（1）地面轴 线最大浓度及其出现距离；（2）地面轴线 1500m处的浓度。
示意图：高斯模型的坐标系
Z轴
Y轴 X轴
O
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《环境质量评价EQA》
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大气扩散模型：点源扩散的高斯模型 P69
高斯模式的四点假设为：
（1）假定大气流动是稳定的、有主导方向的； （2）假定污染物在大气中只有物理运动、没有化学 和生物变化； （3）假定在所要预测的范围内没有其他同类污染源 和汇，也就是说源强是连续均匀的； （4）在有主导风的情况下，主导风对污染物的输送 应远远大于湍流运动引起的污染物在主导风向上的扩 散，即在 x方向只考虑迁移，不考虑扩散.
Logo 地面轴线浓度计算
[课堂计算] 位于平原农村某工厂锅炉烟囱的几何 高度为100米，SO2的单位时间排放量为 0.54t/h，已知当地地面风速为3.0m/s,大气 稳定定为D类，抬升高度为150米。求下风 向2500m处的SO2地面轴线浓度（小时平 均值，单位以mg/m3表示，精确度保证小 数点后两位）。
2Q z Cm ( xm ) e uH e 2 y
《环境质量评价EQA》
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Logo 最大地面浓度及其位置
[课堂练习] 位于平原农村某工厂锅炉烟囱的几何 高度为80m，SO2的单位时间排放量为 0.19t/h,已知当地地面风速为2.2m/s, 大气 稳定度为B类，P1=1，抬升高度为120m， 求最大落地浓度（小时平均值）。
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环境质量及评价
第四章 大气环境质量评价
第三节 大气质量预测模型（点源模型）
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大气扩散模型：点源扩散的高斯模型
高斯模型是大气扩散模型中用的最多的。 高斯模型的坐标系：
原点：以排放点在地面的投影点为原点； x 轴：平均风向为 x 轴； y 轴：在水平面内垂直于x 轴的为y 轴， y 轴的正向在 x 轴的左侧； z 轴垂直于水平面，向上为正方向。
化学与环境科学系
《环境质量评价EQA》
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Logo 最大地面浓度及其位置
[课堂练习] 利用正态烟羽扩散模式，预测某污染源排 放的某污染物的小时平均最大落地浓度为 0.8mg/m3，考虑到现在的背景值及该地区 未来的发展规划，要求其小时平均落地浓 度不能超过0.2mg/m3，试问：如果其它条 件不变，采取的措施是减少污染物的单位 时间排放量（源强），减少后的源强应不 大于原来源强的百分之多少？
对后述的模式只要没有特殊指明，以上四点 假设条件都是遵守的。
化学与环境科学系 《环境质量评价EQA》
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点源扩散的高斯模型（高架连续点源）
高架连续点源的高斯模式[熟记]：
2 2 2 ( z H ) ( z H ) Q 1 y 1 y e e C ( x, y, z) {exp[ ( 2 )] exp[ ( )]} 2 2 2 2 y z 2 y z 2 u y z 2
化学与环境科学系 《环境质量评价EQA》
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常用的点源扩散模型（地面连续点源）
（4）地面连续排放点源模型（令H＝0） 2 2 Q 1 y z C ( x, y, z,0) exp[ ( 2 2 )] u y z 2 y z
地面连续点源在地面上任何一点产生的浓度：
式中：C(x,y,z) 表示坐标为x，y，z处污染物浓度； He：烟囱的有效高度，m； Q：烟囱排放源强（污染物单位时间排放量，mg/s）； σ y ：垂直于主导风向的横向扩散参数，m； σ z ：铅直扩散参数，m； u：排气筒高度处的风速，/s
化学与环境科学系 《环境质量评价EQA》
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最大值点的下风距离
P 1
1 (1 ) 2
1 (1 1 ) 2 2
2 1 2
1 2
H
(1
1 ) 2
e
1 (1 1 ) 2 2
y 1x
z 2x
1
2
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常用的点源扩散模型（高架连续点源）
（3）高架连续点源最大落地浓度和落地点距离