高斯烟羽模型

模型假设：
1、坐标系
高斯模型的坐标系如图2.1所示，原点为排放点（若为高架源，原点为排放点在地面的投影），x轴正向为风速方向，y轴在水平面上垂直于x轴，正向在x轴的左侧，z轴垂直于
x轴重
时间变化而变化；
(7)地面对泄漏气体起全反射作用，不发生吸收或吸附作用；
(8)整个过程中，泄漏气体不发生沉降、分解，不发生任何化学反应等。

3、模型公式推导
由正态分布假设可以导出下风向任意一点X （x,y,z ）处泄漏气体浓度的函数为：
2
2)(),,(bz ay e e x A z y x X --= （1）
由概率统计理论可以写出方差的表达式为：
⎧∞2⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==2221
21z y b a σσ （4）
将（1）式和（4）式代入（3）式，积分可得：
z
y u Q x A σσπ2=）（ （5） 再将（4）式和（5）式代入（1）式，可得：
⎤⎡⎫⎛22一部分P 其中，像源的贡献为：
))(21exp()21exp(2,,22
222z
y z y H z y u Q z y x X σσσσπ+--=）（ （8） 则该处的实际浓度为：
）
（）（）（z y x X z y x X z y x X ,,,,,,21+= （9） 由以上条件公式可得到高架连续点源扩散的高斯烟羽模型公式为：
)])(
1exp())(1[exp()21exp(2,,,,22
2222
y
z y H z H z y u Q H t z y x X σσσπ+-+--⨯-=）（ （10）
为y σ为水s ；H m 。

其中，X （x,y,0）为下风向x 米、横向y 米处的地面扩散气体浓度，单位为kg/m 3；若令y=0，则可以得到下风向中心线上的浓度分布。

4、泄漏源有效高度（烟云抬升高度的计算）：
以上式中的泄漏源有效高度是指泄漏气体形成的气云基本上变成水平状的时候气云中
心的离地高度。

实际上，泄漏源有效高度就等于泄漏源几何高度加泄漏烟云抬升高度。

影响烟云抬升高度的因素有很多，主要包括：泄漏气体的初始速度和方向、初始温度、泄漏口直径、环境风速及风速岁高度的变化率、环境温度及大气稳定度。

有效源高： H H H S ∆+=
5、扩散系数的选取：
扩散系数x σ、y σ、z σ的大小与大气湍流结构、离地高度、地面粗糙度、泄漏持续时间、抽样时间间隔、风速以及离开泄漏源的距离等因素有关。

大气的湍流结构和风速在大气稳定度中考虑。

大气稳定度由10米高度以上的风速、白天的太阳辐射或夜间的云量等参
数决定。

按照Pasquill的分类方法，随着气象条件稳定性的增加，大气稳定度可以分为A、B、C、D、E、F六类。

其中A、B、C三类表示气象条件不稳定，E、F两类表示气象条件稳定，D类表示中性气象条件，也就是说气象条件的稳定性在稳定和不稳定之间。

A、B、C三种类型的稳定度中，A类表示气象条件极其不稳定，B类表示气象条件中等程度不稳定，C
F类表
表2 日照强度的确定
表1和表2中的云量是指当地天空层覆盖率。

例如，云量为3/8是指当地3/8的天空有云层覆盖。

日照角是指当地太阳光线与地平线之间的夹度。

例如，阳光垂直照射地卖弄时的日照角为90°。

一般来说，随着大气稳定度的增加，扩散系数减小。

根据Hanna和Drivas的建议，化学危险品事故泄漏扩散系数与大气稳定度类型和下风向的关系如下表3。

表3 扩散系数的计算方法。