垃圾焚烧问题论文.doc

1、xxx大学大学生数学建模竞赛练习承诺书我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则 .我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式 （包括电话、电子邮 件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问 题。我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的，如果引用别人的成果或其它 公开的数据（包括网上查到的数据），必须按照规定的参考文献的表述方式在正 文引用处和参考文献中明确列出。我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反 竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。我们参赛选择的题号是（从 A/B/C/D中选择一项填写）：我们的参赛报名号为（如果赛区设置报

2、名号的话）：所属学校（请填写完整的全名）：参赛队员（打印并签名）：1.2. 3. 指导教师或指导教师组负责人（打印并签名）：日期：2X年7 月16日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）xx大学生数学建模竞赛编号专用页赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）赛区评阅记录（可供赛区评阅时使用）：评 阅 人评 分备 注全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：垃圾焚烧厂的动态监控方法和经济补偿方案摘要本文主要针对焚烧厂周边环境的动态监控和经济补偿问题做出一定探讨，并且根据焚烧炉装置发生故障的情况对设计方法做出修正。结合风力、降雨等外界因素对环境污

3、染物含量的影响，建立改进的高架连续 点源扩散模型，对焚烧厂周边地区环境进行实时实地的动态监控。距离污染源越 远，各污染因素的含量越小，由于受到季节性降雨和风力的影响，各地略有不同。在此基础上，利用模糊综合评价法对各监测点进行环境等级的划分，结合风向频率，给出焚烧厂周边地区的经济补偿方案。同一环境等级的区域呈现围绕污 染源展开的趋势，而风向频率的不同，使同一等级内的地区受污染程度不同。而就焚烧炉装置发生故障的情况而言， 根据故障发生的概率大小，修正焚烧 厂周边各地污染物含量的大小，重新计算各污染因子的权重值，并最终修改和完 善所设计的监测方法和补偿方案。较正常运行相比，周边地区同一环境等级的区

4、域范围增大，需要进行经济补偿的范围也有所扩大。关键词高斯扩散模型模糊综合评价法动态监测补偿一、问题重述城市垃圾经过分类处理， 剔除可回收垃圾和有害垃圾后， 将剩余垃圾在焚烧炉中焚烧处理， 既可避免垃圾填埋侵占大量的土地， 又可利用垃圾焚烧产生的能量进行发电等获得可观的经济效益。 因此当 “垃圾围城” 在今天的中国逐步突出时，垃圾焚烧也成为中国垃圾处理的主要手段之一。但由于政府监管不力、 投资者目光短浅等多方面的原因， 前些年各地建设的垃圾焚烧电厂， 在运行中出现了环境污染问题， 给垃圾焚烧计数在我国的推广造成了很大阻力。而事实上垃圾焚烧厂对环境的污染风险与建设投资规模、 运行监管力度有直接关系

5、。在建设投资规模方面， 小型垃圾焚烧厂没有规模效应， 在污染治理方面的投入也受到影响， 致使其污染物排放比较严重， 对环境的危害较大。 目前国内各大城市均倾向于采用新型大型焚烧炉取代分散的小型焚烧炉， 但考虑到诸多成本问题， 对于不同城市来说， 把大型焚烧厂的建设规模控制在什么水平， 还有待研究。在垃圾焚烧厂的运行监管方面， 由于目前主要是在垃圾焚烧厂内进行测量监控， 缺少从周边环境视角出发的外围动态监控， 因而难以形成为民众所信服的全方位垃圾焚烧厂环境监控体系。现计划在深圳市某地点建立一个中型的垃圾焚烧厂， 处理垃圾量为 1950 吨/天（设置三台可处理垃圾650 吨/天的焚烧炉，排烟口高度

6、80 米，每天 24 小时运转） 。我们需要综合考虑垃圾焚烧厂对周围带来环境污染以及其他危害的多种因素（例如，焚烧炉的污染物排放量、居住点离开垃圾焚烧厂的距离、风力和风向及降雨等气象条件、地形地貌以及建筑物的遮挡程度等等） ，在进行科学定量分析的基础上， 确立一套可行的垃圾焚烧厂环境影响动态监控评估方法， 并针对潜在环境风险制定出合理的经济补偿方案。现我们的目标是，在收集相关资料的基础上考虑以下问题：（1） 假定焚烧炉的排放符合国家新的污染物排放标准 （参见附件1） ， 根据垃圾焚烧厂周边环境设计一种环境指标监测方法， 实现对垃圾焚烧厂烟气排放及相关环境影响状况的动态监控。并以设计的环境动态监

7、控体系实际监控结果为依据，设计合理的周围居民风险承担经济补偿方案。（2） 由于各种因素焚烧炉的除尘装置（如袋式除尘器）损坏或出现其他故障导致污染物的排放增加，致使相关各项指标将严重超标（如：烟尘浓度、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、二恶英类及重金属等排放超标，附件2 给出了一台可处理垃圾 350 吨 /天的焚烧炉正常运作时的在线排放监测记录）。 在考虑故障发生概率的情况下修正设计的监测方法和补偿方案。气象条件等诸多 将其反馈给垃圾焚二、问题分析环境的动态监控体系， 是指在考虑到焚烧炉污染物排放量、实时实地计算焚烧厂烟气的排放量，烧厂，从而实现保护环境的目标外界因素不同程度的影响，致使同一时间点下

8、，不同监测点的烟气含量各不 相同，首先可以考虑结合风力、风向、温度因素的影响，完成对焚烧厂周边各地 烟气含量的检测。而由于降雨对污染物具有吸附作用，直接影响各地区的烟气含 量，所以应结合各季度降雨量的大小，实时实地计算出焚烧厂周边地区各污染因 素的含量，实现对焚烧厂周边环境的动态监控。居民承担风险的大小，与当地环境污染程度密切相关，而污染程度的评估， 又由空气中颗粒物、HCL SO2等污染物的含量所决定，因此可以结合国内的环 境评价标准，在模糊综合评价法的基础上，衡量出各污染物对大气环境质量影响 的相对重要程度，再分析各监测点环境的隶属环境等级，进行相应的区域划分。 最后结合不同风向的频率大小

9、，分析得出各地居民承担风险的大小，实现合理的 经济补偿。但当焚烧炉的装置发生故障时，各地的烟气含量会发生相应的变化， 我们应 根据不同故障发生的概率大小，修正焚烧厂周边各地污染物含量的大小， 重新计 算各污染因子的权重值，并最终修改和完善所设计的监测方法和补偿方案。三、模型假设1、污染物浓度在与监测点和污染源直线成直角的方向上、高度方向上的分布均 符合正态分布；2、在实际分析空间中风速是均匀的、稳定的；3、焚烧厂排放的烟气是连续均匀的；4、在扩散过程中污染物质量是守恒的(不考虑转化)；5、在风向、风力、温度等外界因素影响下，区域环境中各污染因素的含量间的 比值不变；6、假设污染源为点源；四、定

10、义符号说明1、名词解释有效源高：排放烟气的烟囱有效高度，为烟囱几何高度和抬升高度之和;扩散参数：污染物浓度正态分布公式中的标准差；2、符号说明在舁 厅P变量变量说明单位1Pi任意点P (x,y,z)的实源污染物浓度2P2任意点P (x,y,z)的像源污染物浓度3任意点P (x,y,z)的实际污染物浓度4q源强，即单位时间内污染物的排放量mg/s5侧向扩散系数m6&竖向扩散系数7H烟囱的后效图度，即后效源图8排放符合标准中，不考虑降雨影响，高价 连续点源扩散模式中某点的污染物浓度mg/m39C1排放符合标准中，考虑降雨影响下，改进 的高价连续点源扩散模式中某点的污染 物浓度10降雨系数1

11、1V降雨强度mm/天12aL判定环境等级时，第i种污染因素的权重13P每台焚烧炉发生故障的概率14C没有发生故障时烟尘浓度mg/m315c'发生故障时的烟尘浓度16cc修正后的烟尘浓度五、模型的建立与求解1、排放符合标准下的动态监控体系和经济补偿方案1.1、 动态监控体系焚烧厂周边环境的动态监控体系，是指在考虑污染物排放量、气象条件等诸 多因素的基础上，实时实地计算空气中各污染因子含量的体系。1.1.1、 模型前准备(1)有效源高的确立有效源高是排放烟气的烟囱有效高度， 为烟囱几何高度和抬升高度之和，而 抬升高度又由大气稳定度、风速和烟源型别大小共同决定。首先，大气稳定度是影响污染物在

12、大气中扩散的极重要因素，国内现有法规中推荐的修订帕斯奎尔分类法，将大气稳定度分为强不稳定、弱不稳定、中性、 较稳定和稳定六级，根据焚烧厂建设当地的实际温度、 风力的风向的数据，结合 97年中山大学的调查1,我们发现各季度广东沿海地区的大分部的地面、垂 直大气稳定度均处于D等级，即为中性。接下来，将各季度的风向、风速进行整理和统计，”发现数据中存在风速 差异相对较大的现象，例如2011年6月22日、23日的风速分别达到7.2m/s和 9.7m/s,当月其它天数的风速却仅为 3m/s左右。而根据风级、风向和征象对照 表(附件1)中的规定，我46分析后认为这是合理范围内的现象，因此可得到 各季度的风

13、向、风速均值的统计结果，具体如表5-1所示：第一季度报告第四季度报告风向SPD十分钟平均风速均值风向SPD十分钟平均风速均值南5.667北.000西3.444南3.546西北3.220西3.279西南3.254西南2.924总计3.414总计3.042第二季度报告第三季度报告风向SPD十分钟平均风速均值风向SPD十分钟平均风速均值北2.243北1.500东1.680东1.367东北1.770东北1.908东南2.067东南1.491南2.000南1.640西2.624西2.571西北2.871西北1.863西南1.964西南2.744总计2.280总计2.079表5-1各季度风向、风速均值统计

14、表单位：m/s第一季度平均风向风速北西北；东北飞.需第二季度平均风向风速我西北东北百Q-，东平勒即£W-百用车用1-绘制对应的各季度风速、风向均值图，如图 5-1所示:第三季度平均风向风速北国图5-1各季度风向、第四季度平均风向风速北 西北 一$车北西(.(?军平均风遽SqkxZ 否南、j 1东南司风速均值统计图经过上述图表分析，我心发现各季度平均风速均值为3m/s左右。依据GB3840-83文件中提出的抬升公式，91年北京市环境保护科学研究所 的计算结果2显示：在D等级稳定度下，风速为3m/s的中型烟源的烟气抬升距离为 加为39.5米。最后根据题目中设计的排烟口高度 h为80米，我

15、制计算得到有效源高H为H=h+h=119.5 米。(2)侧向、竖向扩散参数的确定扩散参数是指污染物浓度正态分布公式中的标准差， 而浓度分布的标准差表 征大气污染物围绕污染源的离散程度，标志着大气扩散稀释污染物的能力。根据布里格斯扩散系数表 3可知，在城市中，当监测点与污染源之间的水平距离范围为1产-1。+米时，有D等级稳定度下的侧向、竖向扩散参数的定义为：其中，(m)为侧向扩散系数，是污染物在 y方向分布的标准偏差；6 (m)为竖向扩散系数，是污染物在z方向分布的标准偏差；x (m)为监测 点与污染源之间的水平距离。(3)降雨强度由于降雨对污染物具有吸附作用，直接影响各地区的烟气含量，在计算焚

16、烧 厂周边地区各污染因素的含量时，应结合对降雨影响的分析。现给出深圳市 xx 年各季雨量预测与30年平均值对比表：表5-2深圳市xx年各季雨量预测与30年平均值对比表季度xx年雨重(mm)30年平均雨重(mm)一130150144.2一650750737.9二800900928.1四100 120125.5(4)源强的确定19E0PVy根据公式，源强若1t垃圾焚烧产生的烟气体积为 V (m3),排烟口的污染因子浓度为p ,假设垃圾焚烧的速度为定值，则一天焚烧1950t垃圾所产生的污染物的源强为19&0pV=f 24X3&00 0其中 P为污染因子的浓度，V为1t垃圾焚烧产生的体

17、积，根据生活 垃圾焚烧污染控制标准4,现取为7000 m3 ,由题目附件一所给数据，得 到源强的数据如下：表5-3各污染因子的源强数据污染 因子颗粒物 g/sHCL g/sSO2g/sNOxg/s汞g/s铅g/s二恶因 mg/s源强3.06497.662312.259738.31160.01530.15320.01531.1.2、 模型建立(1)高架连续点源扩散模式对于地面开阔平坦的地区，在均一的大气条件及点源的扩散模式下， 可以利 用高斯扩散模型，分析污染源周边各地的实际污染情况。而实际的污染物排放源多位于地面或接近地面的大气边界层内， 污染物在大 气中的扩散必然会受到地面的影响，即为有界大

18、气扩散。所以在建立大气扩散模 式时，必须考虑地面的影响，于是可推导出高架连续点源扩散模式。首先，根据97年华东工业大学关于建筑物对空气污染物扩散影响的研究 5 中提出的，如果在下风向两倍建筑物高度的距离处，有效源高 H大于建筑物高 度的2.5倍，或大于建筑物高度与1.5倍的建筑物宽度之和，则可不考虑建筑物 的影响，否则烟流就要受到建筑物的影响。通过对深圳市谷歌地图(附件2)相应地区的测量，我田发现焚烧厂周边地 区的建筑物高度均在30米内，所以可不考虑建筑物对污染物扩散的影响。同时，通过对地图中焚烧厂周边地区地形的分析， 我小认为该焚烧厂排放烟 气的诃题满足高斯扩散模型的前提假设，即可用高架连续

19、点源扩散模式进行求 解。首先，高斯模式的坐标系如图5-2所示：图5-2高斯模型的坐标系其中，坐标系原点为排放点或高架源排放点在地面的投影点，x轴正向为平均风向，y轴在水平面上垂直于x轴，z轴垂直于水平面xoy。接下来，在高架连续点源扩散模式中，将各地的污染物浓度分为实源贡献、像源贡献和实际浓度三个部分进行求解，设P点的坐标为（x,y,z,），则：i实源贡献：设P点在以实源为原点的坐标系中的垂直坐标为（z-H）,不考虑地面的影响，实源在P点形成的污染物浓度Pi为：q / V 尸、ii像源贡献：设P点在以像源为原点的坐标系中的垂直坐标为（z+H），像源在P点形成的污染物浓度 P£为：Q/

20、 V2 （z+H）、内=而瓯间源+,iii P点实际的污染物浓度为：q / y2 p（工用/H） = f7 expJexp-/吟与I 2728._（5-1）其中， Pi、 P、 Px，VZH）分别为在任意点P （x,y,z）的实源污 染物浓度、像源污染物浓度和实际污染物浓度，单位均为（mg/m，） ； q（mg/s）为源强，为单位时间内污染物的排放量；皿（m/s）为排放口出的平均风速； '' (m)为侧向扩散系数；& (m)为竖向扩散系数；H (m)为烟囱的有效高度，即有效源高；x (m)为监测点与污染源之间的水平距离；y (m)为 烟气的中心轴在直角水平方向上到任意点

21、的距离；z (m)为从地表到任意点的高度。取z=0代入公式(5-2),可得地面浓度模式为：q /H2_ expy exp (r)(5-2) 2 /24(2)模型的改进考虑到雨水对污染物有一定的吸附作用，我书对现有的高架连续点源扩散模 型进行了改进，具体的污染物浓度的计算公式如下：(5-3)其中, C&(mg/m3)为不考虑降雨影响下，高价连续点源扩散模式中某点的污染物浓度；C为考虑降雨影响下该点的污染物浓度;日为降雨系数，表示雨水对污染物物质的吸附作用大小；I (mm/天)为降雨强度；a、b为经验系数，分别取 a=X2X LO7 , b = 0.5。1.1.3、 动态监控模型的求解根据

22、改进的高架连续点源扩散模型，可以求解得到焚烧厂周边地区各污染物 因子的浓度大小。首先，我钳分析了同一外界条件下，地面上和距离地面 30米 高处的污染物浓度，在确定方向上随距离变化的分布情况， 以第三季度西北方向N。戈的浓度为例，我/绘制了两个高度的污染浓度分布对比图：图5-3地面和高度30米处的污染浓度分布对比图通过对谷歌地图（附件2）相应地区的测量，瑁1发现焚烧厂周边，居民区 与污染源的最近距离在1000米左右。而根据图5-3显示，当水平距离超过1000 米，地面和高度30米处污染物浓度分布几乎相同，所以可以忽略高度对污染物 浓度的影响。依据地面浓度模式，求解得到各地污染物的浓度大小。 现以

23、第三季度西北方向 N。,的浓度为例，绘制地面上污染物浓度随监测点到污染源距离变化的 三维分布图：-2000 Q图5-4第三季度西北方向的浓度随距离变化的分布图将其转化成第三季度西北方向N。乂的浓度,在某一确定方向上，随距离变化的分布，可得图5-5 :图5-5第三季度西北方向的浓度在确定方向随距离变化的分布图根据上图，我们发现，当监测点到污染源距离大于5000米时，NO,的浓度变化很小，现修改距离范围为 05000米，得到对应的分布图5-6为：图5-6 修改距离范围的浓度分布图对比图5-5和图5-6,我们认为当监测点到污染源距离大于5000米时,N国的浓度不再变化，从而对模型求解结果进行了简化。

24、类似地，我们可以求解四个季度的不同方向下，各污染因素浓度随距离变化的分布情况，并进行合理的简化，即完成了实时实地计算空气中各污染因子含量 的设计，最终实现焚烧厂周边环境的动态监控体系的模型建立与求解。1.2、经济补偿方案居民承担风险的大小，与所居住地的环境污染程度密切相关， 而环境污染的 评估，又由空气中颗粒物、HCL SO2等污染因素的含量所决定，因此可以结合 国内的环境评价标准，在模糊综合评价法的基础上，衡量各污染物对大气环境质 量影响的相对重要程度，再分析各监测点环境的环境等级，进行相应的区域划分。 最后结合不同风向的频率大小，可以分析得出各地居民承担风险的大小， 从而进 行合理的经济补

25、偿。1.2.1、模型的建立首先，由于环境污染评价涉及到较多的复杂现象和各种因素的相互作用， 评 价过程中存在大量的模糊现象和模糊概念， 因此在环境污染综合评价过程中，我 钻引入模糊综合评价法进行分析。模糊综合评价是综合考虑事物多种因素，用模糊集理论来评定其优劣的方法。其评价过程为：先将评价目标看成是由多种因素组成的模糊集合，再设定这些因素所能选取的评审等级，分别求出各单一因素对各个评审等级的归属程度， 然后根据各个因素在评价目标中的权重分配，最后计算得出目标的评审等级。污染因子的权重值衡量的，是参加评价的各污染物之间对大气环境质量影响 的相对重要程度，所以，我们可以根据各因子对大气环境质量评价

26、影响的大小， 采用污染贡献率的方法，计算得出各因子的权重，计算公式为：（5-4）其中，&为第i种污染物各级标准的平均值;典为第i种污染物实测值； a为第i种污染因素的权重。希在具体的分析中，假设风向、风力等外界因素发生变化时，区域环境中各 污染因素间含量的比值不变，则污染因子实测值与各级标准的平均值的比值越 大，其权重越大，也越容易超标。同时，在对单一因素的不同评审等级隶属程度的分析过程中，我们发现，当评价目标中，权重值之和大于0.5的污染因子均隶属于同一评审等级时， 可判定 该监测点的环境空气质量隶属于对应的等级区域。因此可以将对目标评审等级的判定，简化为对权重值大于0.5的污染因子

27、等级的评定。最后，考虑到因为各季度风向频率不同， 在同一环境评审等级的区域中， 各 方向居民受污染影响的持续时间不同， 所以结合各季度风向频率的大小，分析得 出各地居民承担风险的大小，分段进行合理的经济补偿。122、经济补偿方案的求解首先，我们选取7个因子（即n=7）参加评价，便构成环境经期质量综合评判因子集U = Ut£P，U50tUm叫"口二书玉0假设风向、风力等外界因素发生变化时，区域环境中各污染因素间含量的比 值不变，即可根据各污染因素的排放量，利用公式（5-4）计算得到各因子的权重，求解结果见表5-4:表5-4各污染因素的权重值表污染因素1M粒物HCL卜。2NOx

28、汞铅二恶英权重值0.00870.140710.0732”.22870.18290.0610P 0.3049然后，根据GB3095-2012大气环境质量标准6,将区域环境划分为两个等级，有关评价分级标准值见表 5-5:表5-5评价分级标准值表在舁 厅P污染物项目取值时间浓度限值单位一级二级1颗粒物日均1203002氯化氢（HCDr日均15503二氧化硫（）日均501504氮氧化物（）日均1005汞(Hg)0.056铅（Pb）1.57二恶英0.03pgTEQ/m3本题中和二恶英的权重值大于0.5 ,根据之前的分析，当判定和二恶英均隶属于第一等级外时，认为该监测点的环境空气质量也位 于第一等级外。并

29、且由于二恶英污染因素的权重更大， 其更容易归属于第一等级 区域外。在高斯扩散模型中，各污染因子扩散情况相同，所以，排放的气体浓度与标 准的浓度之比越大就越容易超标，气体的初始浓度与标准浓度的比值如下， 其中 二恶英初始浓度的单位为其余成分的初始浓度单位为 H欧血二恶英的标准浓度单位为其余成分的标准浓度单位为0表5-6初始浓度与一级浓度限值的比值污染因子颗粒物HCLso2NO.汞铅二恶英比值0.16673.333311.6000P 2.50002.00000.6667P 3.3333表5-7初始浓度与二级浓度限值的比值污染因子颗粒物HCLso2NO.汞铅二恶英比值0.06671.00000.53

30、33P 2.50002.00000.6667P 3.3333由表5-6可以看出，氮氧化物超标，则二恶英与HCL一定超标，而三者的权 重之和大于0.5,因此，可以将对焚烧厂周边某地环境是否为第一等级外的判定，简化为判定该地NOx的含量是否为第一等级外。由于 NO,两个等级的浓度限量相等，当判定某地环境空气质量是否位于第二等级外时，我的将判定方法修正为检测HCL的含量是否位于第二等级外。最终，可以得出各季度下，焚烧厂周边地区的环境评审等级结果， 如图5-7图5-10所示：图5-7第一季度焚烧厂周边地区的环境评审等级结果图5-84-+-H第二季度焚烧厂周边地区的环境评审等级结果I I I I I 卜

31、 I I图5-9第三季度焚烧厂周边地区的环境评审等级结果SOO十-4-JMlwt _， 411HH1 -w/3X' eI t I I I I-1" I j i， i-«! i " l-Hi-H-H * i i i i r n u K -?MQ2i»a1 卿(3T 1CX»WC30DD:3L.-I-'1Pw+ ,aoo4-?5W-I-可巾R 一图5-10第四季度焚烧厂周边地区的环境评审等级结果注：图5-7图5-10中，白色部分为环境空气标准为第一级的区域；橙色部分为 环境空气标准为第二级的区域；红色部分为环境空气标准为第三级的区域

32、。因为各季度风向频率不同，所以同一环境评审等级的区域中，各方向居民受污染影响的持续时间各不相同，现统计各季度不同风向的频率如表5-8所示：表5-8各季度不同风向的频率统计表第一季度报告第四季度报告风向所(%)风向频率(%)南3.9北1.2西35.5南15.1西北6.6西F 16.3西南53.9西南67.4总计100.0总计100.0第二季度报告第三季度报告风向所(%)风向所(%)北M7.7北：8.0东6.3东6.9东北M2.7东北I 14.9东南3.8东南12.6南6.3南5.7西21.5西24.1西北17.7西北9.2西南13.9西南18.4总计100.0总计100.0最后结合不同风向的频率

33、大小，对各个环境评审等级下的居民承担风险进行 分段大小，从而进行合理的经济补偿。2、 排放出现异常的改进动态监控体系和经济补偿方案2.1、 模型的建立假设该焚烧厂的焚烧炉发生故障的概率为P,每台焚烧炉发生故障的情况相互独立，则三台焚烧炉中：有一台发生故障的概率为有两台发生故障的概率为；三台都发生故障的概率为Pm = / ；都不发生故障的概率为p0 = d-p）一口八口口融。实际情况下，机器发生故障的概率”1,因此，可以不考虑两台及三台焚烧炉同时发生故障的情况，进而对口。进行修正： , 。 以烟尘为例，假设没有发生故障时烟尘浓度为c,发生故障时的烟尘浓(5-5)度为1c.，则修正后的烟尘浓度为：

34、CC= P 口 c+ p1-设k为发生故障时烟尘浓度与正常烟尘浓度之比，即,那么可将式（5-5）化简为:/ *. 2 + kcc=通 + Pi -一六_ - 2+k.-其中设 L P° 'I 丁为浓度修正系数，将 01、0口代入得到_ l+p+pk' 升即，由于 口 1,因此 ” 1 +悭0将修正的动态监控体系模型的计算结果，进行相应的污染物对大气环境质量 影响相对重要程度的衡量，再分析各监测点环境的环境等级，进行相应的区域划 分。最后结合不同风向的频率大小，重新可以分析得出各地居民承担风险的大小， 进行合理的经济补偿，即得到修正的经济补偿方案。2.1、 模型的求解对

35、氮氧化物而言，在风速为 3m/s的情况下，r取不同值，得到超标时，监 测点距污染源的距离如下：表5-9 r取不同值时氮氧化物的超标距离r1.11.21.31.41.51.61.71.81.92.0x/m1510161017101810189019802070216022352310拟合得到的结果为：-. 一 .一1】-1-其中， 右 为未考虑故障的情况下，超标时距污染源的距离, 右二1405 ； x为考虑故障的情况下，超标时距污染源的距离， x-147.4r-+ 1053(1) + 1405对HCL而言，在风速为2m/s的情况下，r取不同值，得到超出等级一限值 时，监测点距污染源的距离如下：表

36、5-10 r取不同值时HCL的超标距离r1.11.21.31.41.51.61.71.81.92.0x/m965106011401215129013551425148515451605拟合得到的结果为* : -233.7(一 1尸+966什- 1) + 1L08+荷,其中， 血为未考虑故障的情况下，超标时距污染源的距离, 湎二855, x为考虑故障的情况下，超标时距污染源的距离，x-2337(r- l)a + 966(r- 1) + 866对题目所给附件2中原始数据进行处理，以 NO岂的排放量分布情况为 例：图5-11的排放量分布情况图由图可以看出，N0艮的浓度为70 mg4 以上的三个数据偏

37、离正常排放量过多，可以认为是故障数据，我们将这三个数据作为故障数据， 并将其 与其余正常数据进行比较分析：正常数据的拉。¥平均浓度为1、 .97mg/m故障数据的浓度为73.67回/m发生故障的频率为0.107 0现假设故障概率注=。1 ,可计算得到三台焚烧炉中有一台发生故障的概率为 由=0243 ,有两台发生故障的概率为a =0.027 ,三台都发生Pa- Pa故障的概率为 m=0.001,都不发生故障的概率为肌=。.729。都是小概率事件，为简化问题可以认为不发生，因此修正._ 内 _ 同.概率P0 =% PO+f»LP。 POWL /日有的/反丁而犷力4P,得到的修正

38、概率为，0.7Sa,修正后的浓度 匕匕=S470mg/m,正常浓度c= 52.97mg/m得到正常浓度、修正后的浓度、故障浓度的高斯扩散图 形如下：图5-12正常浓度、修正后的浓度、故障浓度的高斯扩散图形六、模型的评价与改进2、 模型优点1）本模型的假设是根据日常实际做出的，这些假设不但简化了问题，便于 模型的建立，而且又不失模型的科学性和结果的实际性。2）我用结合风向、温度、降雨等多种外界因素的影响，对焚烧厂排放气体 中各污染因素进行了逐一地分析，并综合得到各地空气环境的等级评审结果。分 析结果较为全面，且具有较强的规律性。3）在对焚烧厂周边地区建立动态监控评估的过程中, 我用结合降雨量对大

39、 气污染物的影响，对现有的高架连续点源扩散模型进行了改进， 使分析结果更符 合实际。4）在设计经济赔偿方案的过程中， 我什采用模糊综合评价的思想，综合考 虑多种污染因子的影响，做出合理的环境等级的评审和划分。3、 模型缺点1）本文中对焚烧炉发生故障情形下的模型修正，是基于一个月的数据进行 的，与实际情况具有一定的差距。2）不同污染因子的扩散情况不同，而本文中忽略了其扩散差异。3、模型的改进可以根据当地焚烧厂周边地区的人口分布、年龄段分布情况等，确定监测点的具体位置、监测频率以及污染气体的种类，依据焚烧厂的公司利润设计更具体、 更合理的补偿方案。七、参考文献1范绍佳 鲍若峪 罗小芬 罗经贯，广东

40、沿海地区大气稳定度及其分类探讨， 中山大学学报（自然科学版）,第36卷 第1期：第82页，1997年。2谷涛，烟气抬升公式计算比较，环境科学研究，第 4卷第3期：第29页, 1991 年。3邓新民，确定大气扩散参数的方法：第 12页。4生活垃圾焚烧污染控制标准，2013年5郭少为 吴文权，建筑物对空气污染物扩散影响的研究，城市环境与城市生态，第10卷1期：第56页，1997年。6中华人民共和国国家标准 GB3095-2012环境空气质量标准。八、附件清单附件一风级、风向和征象对照表附件二 深圳市谷歌地图附件三改进的高价连续点源扩散模型Matlab三维图像程序附件四改进的高价连续点源扩散模型Ma

41、tlab二维图像程序附件一：风级、风向和征象对照表风级、风速和征象对照表世界气象 组织对热 带气旋的分类风 力 等 级名称海面大概 浪高（米）陆上地物 征象海面和渔船征象风速般最 高米/秒一0无风静，烟直上。海面平静。0.0 0.21软风0.10.1烟能表示 风向，但 风向标不 能转动。微波如鱼鳞状，没有浪花。一艘渔船正好能使舵。0.3 1.52轻风0.20.3人面感觉 有风，树 叶微响， 风向标能 转动。小波，波长尚短，但波形显著，波峰呈玻璃色但不破裂。渔船张帆时，可随风移动每小时 12海里。1.6 3.33微风0.61.0树叶和微 枝摇动不 息，旌旗 展开。小波加大，波峰开始破裂；浪沫光亮

42、，有时可有散见的白浪花。渔船开始簸动，张帆随风移动每小时34海里。3.4 5.44和 风1.01.5能吹起地 面灰尘和 纸张，树 的小枝摇 动。小浪，波长变长；白浪成群出现。 渔船满帆时，可使船身倾于一侧。5.5 7.95清 劲 风2.02.5有叶的小树摇摆，内陆的水 面有小波。中浪，具有较显著的长波形状； 许多白浪形成（偶有飞沫）。 渔船需缩帆一部分。8.0 10.7热带低压6强 风3.04.0大树枝摇 动，电线 呼呼有 声，张伞 困难。轻度大浪开始形成；到处都有更大的白沫峰（有时有些飞沫）。渔船缩帆大部分，并注意风险。10.8 13.87疾风4.05.5全树摇 动，迎风 步行感到 不便。轻度大浪，碎浪成白沫沿风向呈条状。渔船不再出港，在 海者下锚。13.9 17.1热带风暴8大风5.57.5折毁微 枝，迎风 步行感到 阻力甚 大。有中度的大浪，波长较长，波峰边缘开始破碎成飞沫片； 白沫沿风向呈明显的条带。所有近海渔船都要靠港，停留 不出。17.2 20.79烈 风7.010.0建筑物有 小损（烟 囱顶盖和 平瓦移 动）。狂浪，沿风向白沫呈浓密的条带状，波峰开