大气环境质量预测模型课件
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2Q Cm ( xm ) e uH e 2 P 1
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地面浓度最大值
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2
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最大值点的下风距离
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2来自百度文库
He
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1 (1 1 ) 2 2
当a1＝a2时，上述公式可以简化为：
漳州师范学院
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）
漳州师院
Logo
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。
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》
漳州师院
最大值点的下风距离
P 1
1 (1 ) 2
1 (1 1 ) 2 2
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1 2
H
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1 ) 2
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1 (1 1 ) 2 2
y 1x
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1
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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（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
2Q z Cm ( xm ) e uH e 2 y
《环境质量评价EQA》
化学与环境科学系
漳州师院
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）。
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
[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》
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。
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》
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）。
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（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
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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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.
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：
xmax (
P 1
地面浓度最大值
1 2 2
2
H
)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来自百度文库
He
e
1 (1 1 ) 2 2
当a1＝a2时，上述公式可以简化为：
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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。
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
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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
2Q z Cm ( xm ) e uH e 2 y
《环境质量评价EQA》
化学与环境科学系
漳州师院
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。
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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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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。
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
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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）。
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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
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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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.
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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：