污染气象条件分析

污染气象条件分析

本项目主要利用清远市气象局已有的气象资料进行污染气象条件分析。

6.1.1 地面风特征

（1）地面风向、风速

根据清远市气象局提供的该市2000年地面气象观测资料统计，清远市区全年主导风为NNE风，频率为15.8%。由于该区处于北回归线附近，属亚热带海洋季风区，夏季受热带海洋性气团影响，同时冬半年又受极地大陆冷气团的影响，因此，该区风向呈明显的季节性变化。该区夏季主要吹偏南风，其中SE风—SW 风频率占53. 5%，秋季和冬季主要吹偏北风，N风—ENE风频率秋季占55. 2%、冬季占62. 5%，而春季的风向则主要吹偏北风和偏南风，初春期间（3月份）由于该区仍会受到极地大陆冷气团的影响，因此3月份该区以N—ENE风为主，占51. 2%，而春末（6月份）则以SE—SW风为主，占48. 2%，由此可见，春季是该市由吹北风转为偏南风的过渡季节，表6—1为清远市区春、夏、秋、冬及全年的风向频率分布情况。

（2）小风频率分布特征

小风和静风天气是最不利于大气污染物输送和稀释的气象条件，由于污染物不能及时被输送稀释，致使污染物被堆积在排放源附近的区域内，因而对周围环境空气容易造成污染。

在此所提及的小风是指十分钟内平均风速小于1. 0米/秒（包括静风）的风速。该市小风出现频率年均为15.8%（其中静风频率为5.1%），其它各季小风出现的频率见表6—2。由此可见，该市春季小风出现的频率为18. 5%，比其它各季略高，秋季小风出现频率最低，为12. 9%。一般来说，小风频率出现愈少愈好，这样有利于大气污染物的扩散输送。

（3）污染系数

风向频率除以该风向的平均风速即为污染系数，它反映出某一方位的污染严重与否，某方位污染系数大，则其下风向的空气污染就严重。在城市规划及工业布局的时候，必须予以考虑，原则上应尽可能把污染严重的工业项目布置在污染

系数小的上风向区域，污染系数大的上风向只能作为无污染行业的发展用地。

表6-3为清远市区各季及全年的污染系数，由表可见，该市春、秋及冬季以N—NNE方位的污染系数较大，其结果使得其下风向的S-SW区域的污染较其它方位严重，而夏季的污染系数则以SE-S方位的污染系数较大，使得其下风向的NW-N区域的污染较其它方位严重。综合全年情况，NNE方位的污染系数最大，其次是E和SE方位。因此，在进行城市总体规划及工业布局的时候，为了减轻工业发展给该市造成的大气污染，应当尽可能将有一定大气污染的工业项目布置在该市的SW—NW方位区域。

表6—2清远市小风率的季节变化（%）

6.1.2 大气稳定度

用P-T 法分类，得到大气稳定度的分布结果见表6-4， 清远市以中性为主，频率为67.1%，稳定类（E 、F ）和不稳定类（A 、B 、C ）的频率为20.8%和12.2%。该市各季的大气稳定度仍以D 类居多，其中尤其以春季频率最高，达78.8%，其次为冬季，频率为76.1%，秋季最小，为50.8%。不稳定类（A 、B 、C ）最大频率出现在夏季，为18.8%。稳定类（E 、F ）的出现频率以秋季为最大（35.6%），春季最小，频率为13.1%。

6.1.3风速随高度的变化

风速随高度的变化用指数率即：

式中： U 、U 0为距地面Z 高度、Z 0高度处的风速

P 为风廓线指数，是一个与大气稳定度相关的参数，不同稳定度下的风速廓线指数，见表6-6。

表6-6 风速廊线P 值拟合结果

6.1.4 混合层高度

混合层高度是指大气污染物向上扩散可达到的范围，由于地面的动力扰动和热力作用，在近地层形成较强的湍流，其可向上传递到一定的范围，在这个范围内，湍流强度较大，大气扩散能力很强；而其外，湍流度较弱，扩散能力很弱。

P

Z

Z

U U ⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛=0

对50公里以内的污染扩散问题，通常认为污染物被限制在混合层范围内。

当大气稳定度为不稳定或中性时：

f u a h s /10=

当大气稳定度为稳定时：

2/1)/10(f u bs h =

φsin 2Ω=f

h —大气边界层高度;

u 10—10M 高度平均风速，m/s ，大于6 m/s 时,取为6m/s; a s 、b s —边界层系数; f —地转参数;

Ω—地转角速度，取Ω=7.29*10-5rad/s Φ—地理纬度，deg ，本项目为北纬23040’50’’ f=5.856*10-5

由表6-5清远市区风向、风速、大气稳定度的联合频率分布可得：A 、B 、F 取风速为2.5m/s ，C 、D 、E 取风速为4m/s ，得到不同稳定度下的平均混合层高度,见表6-7。

表6-7 不同稳定度下平均混合层高度

6.1.5 大气扩散参数

大气扩散参数按幂函数形式，即： b Y x a ⋅=σ d Z x c ⋅=σ

x ：污染物在空气中随气流输送的距离；

a 、

b 、

c 、

d ：反映扩散参数变化规律的系数和指数； σy 、σz ：分别代表水平横向扩散参数和垂直方向扩散参数； 对小风、静风条件，扩散参数选取见下表：

表6-8 小风（0.5m/s≤u10<1.5m/s）、静风(u10<0.5m/s) 扩散参数(σx=σy=γ01T，σz=γ02T)