大气环境质量评价与预测模型课件

1、3 大气环境质量评价第1页，共52页。主要内容：大气环境质量现状评价大气环境影响预测模型大气环境影响评价123第2页，共52页。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第3页，共52页。 布点 采样、分析方法 监测频率 同步气象观测 评价 评价标准的选择评价因子的选择（2）大气污染监测评价3.1 大气环境质量现状评价监测第4页，共52页。（1）上海大气质量指数 式中： Ci第i种污染物的实测浓度； Si第i种污染物的环境质量标准； K评价因子总数。3.1 大气环境质量现状

2、评价3.1.2 大气环境质量现状评价的数学方法分级清洁轻污染中污染重污染极重污染I上0.60.61.01.01.91.92.82.8大气污染水平清洁大气质量标准警戒水平警报水平紧急水平 大气质量指数的分级第5页，共52页。（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第6页，共52页。（3）沈阳大气质量指数3.1 大气环境质量现状评价沈阳大气质量指数评价参数参数SO2NOX飘尘Pb背景浓度0.020.010.050.0001标准0.150.130.150.0007明显危害浓度2.01.01.00.01沈阳大气质量指数分级质量等级极重

3、污染重污染中等污染轻污染清洁I沈3131404055556161大气污染水平紧急水平警报水平警戒水平大气质量标准清洁第7页，共52页。（4）分级评分法3.1 大气环境质量现状评价大气中污染物浓度分级与评分（单位：mg/m3） 参数第一级（理想级）第二级（良好级）第三级（安全级）第四级（污染级）第五级（重污染级）浓度分级平分浓度分级平分浓度分级平分浓度分级平分浓度分级平分降尘825122020154010405飘尘0.100.150.250.500.50SO20.050.150.250.500.50NOX0.020.050.100.200.20CO2461212总氧化剂0.050.10.200.

4、400.40分级评分法分级标准 M1009594757455543534以下大气质量等级第一级（理想级）第二级（良好级）第三级（安全级）第四级（污染级）第五级（重污染级）第8页，共52页。（5）美国橡树岭大气质量指数3.1 大气环境质量现状评价式中：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。 I橡与大气环境质量分级 质量分级优良好尚可差坏危险I橡2020394059607980100100第9页，共52页。（6）美国污染物标准指数（PSI）3.1 大气环境质量现状评价 PSI选择了SO2、颗粒物、CO、臭氧、NOX、SO2与颗粒物的乘积等6个参数。PSI与6个参数的

5、关系是分段线性函数。已知各污染物浓度后可用内插值法计算各污染物的分指数，然后选择各分指数中最大的作为PSI。 PSI是在全面比较6个因子后，选择污染最重的分数指数报告大气环境质量的，突出了单因子的作用，使用方便，结果简明。 第10页，共52页。（7）格林大气污染综合指数3.1 大气环境质量现状评价然后将两个污染物指数加以平均，得到污染综合指数（I）： 式中：SSO2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）0.060.31.

6、5烟雾系数（COH单位/305m）0.93.010.0污染指数2550100第11页，共52页。3.1 大气环境质量现状评价3.1.3 大气污染生物学评价根据植物叶片症状根据受害植物的不同用综合生态指标 植物受污染物影响后会出现特征症状，这些症状可以作为环境污染状况的一种度量指标。 有些植物对不同污染物的抗性和敏感性不同，因此，根据受害植物的种类不同可判断污染物的种类。 可以根据植物种类和生长情况选择一些综合性的指标作为评价参数，并以此划分大气污染等级。 第12页，共52页。3.2.1 气象要素和气象条件3.2 大气环境影响预测模型(1)主要气象要素气压云湿度风气温第13页，共52页。3.2

7、大气环境影响预测模型（2）大气边界层温度场气温垂直分布干绝热直减率温度层结与烟羽形状温度层结 ：大气在垂直方向的温度分布 。四种情况：正常；中性；等温；逆温。烟羽形状 a、波浪型 b、锥形 c、长带型d、屋脊型 e、漫烟型 f、受限型第14页，共52页。3.2 大气环境影响预测模型（3）大气边界层风场式中 ：u2烟囱出口处平均风速，m/s； z2烟囱出口处的高度，m；如果z2200，则取z2=200； u1气象站z1高度处的平均风速，m/s； z1测风仪所在的高度，m； m指数，其数值与大气稳定度有关。不同大气稳定度下的m值 大气稳定度级别ABCDEFm城市0.100.150.200.250.

8、300.30乡村0.070.070.100.150.250.25第15页，共52页。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； u，v，w三个方向的速度分量，m/s； kx，ky，kz三个方向的扩散系数，m2/s； t时间，s； sp污染物源或汇的强度，mg/（m3s）；第16页，共52页。3.2 大气环境影响预测模型 在推导连续点源条件下预测大气环境质量的高斯模型时，做如下假设： 大气处于稳定流动，且有主导风向； 污染物在大气中只有物理运动

9、，不发生化学或生物变化； 在所要预测的范围内没有其他同类污染源或汇。根据假设的第一条有 根据假设的第二、三条有这样方程可变为 进一步简化为 第17页，共52页。3.2 大气环境影响预测模型考虑到边界条件和质量守恒条件 x=y=z=0时，C= x，y，z时，C=0式中：Q连续点源的源强，mg/s。 对方程进行求解，得 假设x=ut，并令2y=2kyt，2z=2kzt。代入上式可得：第18页，共52页。3.2 大气环境影响预测模型B、高斯公式的地面及源高修正 考虑地面对扩散的影响时，可以假定地面像镜子一样，对污染物起着全反射的作用。这样就可以按全反射的原理采用“像源法”来处理。 对于实源，p点在以

10、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：第19页，共52页。 p点的实际污染物浓度是实源和像源之和，即通常要预测的是污染物在地面的浓度，可知在z=0时污染物沿下风轴线方向的地面浓度，可令y=z=0得出：修正后污染源下风方向任意一点小于24小时取样时间的污染物地面浓度可用下式计算，式中：h混合层的高度，m； k反射次数，对于一、二级评价项目取k=4，对于三级评价项目取k=0。3.2 大气环境影响预测模型第20页，共52页。3.

11、2 大气环境影响预测模型C、最大落地浓度及其位置 为了得出最大落地浓度计算公式，首先将扩散参数y、z表示成如下经验式：式中：1、2、1、2经验式的回归系数。1小时取样时间的最大落地浓度Cm及其出现时的下风距离xm。式中：第21页，共52页。3.2 大气环境影响预测模型D、小风和静风扩散模型 以烟囱地面位置的中心点为坐标原点，下风方向为x轴，地面任一点处的污染物浓度可由下式计算： 式中：01、02分别是水平和垂直方向的扩散参数回归系数； （s）正态分布函数，可根据s由数学手册查得； T扩散时间，s。第22页，共52页。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

12、为均匀分布，则熏烟条件下的地面浓度：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的份额的多少。第23页，共52页。 由于混合层厚度hf和扩散参数yf都是下风距离x的函数，当给定下风距离x或到达时间t （t=x/u），则hf可由下式计算。式中：hf混合层在烟囱出口处向上的净增加高度，m； a大气密度，g/m3； cp大气恒压比热容，J/（gK）； d /dz位温梯度，K/m，d /dzdTa/dz+0.0098，Ta为大气温度，如无实测值，d /dz可在0.005-0.015K/m之

13、间选取。3.2 大气环境影响预测模型第24页，共52页。3.2 大气环境影响预测模型（2）线源扩散模型A、无限长线源扩散模型当风向与线源垂直时，主导风向的下风向为x轴。连续排放的无限长线源下风向浓度模型为：当风向与线源不垂直，风向和线源交角，且45，线源下风向浓度模型为：B、有限长线源扩散模型式中：第25页，共52页。3.2 大气环境影响预测模型（3）面源模型式中：Qi、Hi、ui分别是接受点上风方第i个网格单元的源强g/（m2s），平均排放高度（m）以及Hi处的平均风速（m/s）； 、垂直扩散参数z的回归系数， 。A、将评价区在选定的坐标系内网格化B、计算评价项目面源的地面浓度Cs。以评价区

14、的左下角处为原点，分别以东和北为x轴和y轴，网格单元面积为LL。第26页，共52页。 x轴指向上风方向， 。 （，）为不完全伽马函数：3.2 大气环境影响预测模型C、不同风向路径时的计算图形可参考国家HJ/T2.2-93标准。第27页，共52页。3.2 大气环境影响预测模型（4）可沉降颗粒物的扩散模型式中：s颗粒沉降速度。 地面反射系数，可按下表取值。 地面反射系数值 粒径范围（m）15303147487576100平均粒径（m）22396188反射系数0.80.50.30第28页，共52页。3.2 大气环境影响预测模型（5）箱式大气质量模型式中：L箱的长度； B箱的宽度； H箱的高度； c0

15、箱内污染物的本底浓度； k污染物的衰减速度常数； Q箱内的污染源强度； u平均风速； c箱内的污染物浓度； t时间。大气质量单箱模型示意图 A、单箱模型第29页，共52页。3.2 大气环境影响预测模型若不考虑污染物的衰减，则可解之得：当时间很长以后，箱内的污染物浓度趋于平衡，平衡浓度为：若考虑污染物的衰减，方程的解为：这时的平均浓度为：第30页，共52页。3.2 大气环境影响预测模型B、 多箱模型 以二维多箱模型为例 二维多箱模型二维多箱模型在高度方向上将H分成m个相等的子高度H，在纵向将L分成n个相等的子长度L，共构成mn个子箱。将风速、源强的处理为计算方便作如下假设：（1）风速作为高度的函

16、数分段计算；（2）源强根据坐标关系输入最低一层子箱中；（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）忽略X方向的弥散作用及Z方向的迁移作用；第31页，共52页。3.2 大气环境影响预测模型大气质量多箱模型示意图 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：对子箱3： 对子箱4：第32页，共52页。 若记 ， ，i=1，2，m-1，则四个子箱方程可转化为：3.2 大气环境影响预测模型这是一个关于浓度ci的线性方程组，可写成矩阵形式：其中：第33页，共52页。3.2 大气环境影响预测模型3.2.3 系数估算（1）烟气抬

17、升高度的计算式中：He污染源的有效排放高度， H烟囱的几何高度，m； H烟气抬升高度，m。A、 有风时，中性和不稳定条件下的烟气抬升高度 当烟气热释放率大于或等于2100kJ/s，且烟气温度与环境温度的差值T大于或等于35K时，H可用下列公式计算：第34页，共52页。式中：n0烟气热状况及地表状况系数，见下表； n1烟气热释放率指数，见下表； n2烟囱高度指数，见下表； Qh烟气热释放率，kJ/s； H烟囱的几何高度，m，H240m时，取H=240m； Qv烟气排放量，m3/s； T烟囱出口处的烟气温度与环境温度的差，K； Ts烟囱出口处的烟气温度，K； Pa大气压力，Pa。3.2 大气环境影

18、响预测模型Qh，kJ/s地表状况（平原）n0n1n2Qh21000农村或城市远郊区1.4271/32/3城市及近郊区1.3031/32/32100Qh21000且T35K农村或城市远郊区0.3323/52/5城市及近郊区0.2923/52/5第35页，共52页。 当烟气热释放率1700kJ/sQ h2100kJ/s时：3.2 大气环境影响预测模型式中： Vs烟囱出口处烟气的排出速度，m/s； D烟囱的出口直径，m； H2烟气抬升高度，m。当烟气热释放率Qh1700kJ/s或者T35K时：第36页，共52页。3.2 大气环境影响预测模型B、 有风时，稳定条件下的烟气抬升高度：式中：dTa/dz烟

19、囱几何高度以上的大气温度梯度，K/m。C、 静风和小风（u10Pi2.5108Pi50%，则认为影响较大。第49页，共52页。3.3 大气环境影响评价3.3.5 大气环境影响评价内容大气环境影响评价内容排气筒高度合理性评价环境保护对策卫生防护距离的确定生产工艺评价评价结论建设项目的场址和总图布置的评价第50页，共52页。Thank You !第51页，共52页。1、不是井里没有水，而是你挖的不够深。不是成功来得慢，而是你努力的不够多。2、孤单一人的时间使自己变得优秀，给来的人一个惊喜，也给自己一个好的交代。3、命运给你一个比别人低的起点是想告诉你，让你用你的一生去奋斗出一个绝地反击的故事，所以

20、有什么理由不努力!4、心中没有过分的贪求，自然苦就少。口里不说多余的话，自然祸就少。腹内的食物能减少，自然病就少。思绪中没有过分欲，自然忧就少。大悲是无泪的，同样大悟无言。缘来尽量要惜，缘尽就放。人生本来就空，对人家笑笑，对自己笑笑，笑着看天下，看日出日落，花谢花开，岂不自在，哪里来的尘埃!25、你不能拼爹的时候，你就只能去拼命！26、如果人生的旅程上没有障碍，人还有什么可做的呢。27、我们无法选择自己的出身，可是我们的未来是自己去改变的。励志名言：比别人多一点执着，你就会创造奇迹28、伟人之所以伟大，是因为他与别人共处逆境时，别人失去了信心，他却下决心实现自己的目标。29、人生就像一道漫长的

21、阶梯，任何人也无法逆向而行，只能在急促而繁忙的进程中，偶尔转过头来，回望自己留下的蹒跚脚印。30、时间，带不走真正的朋友；岁月，留不住虚幻的拥有。时光转换，体会到缘分善变；平淡无语，感受了人情冷暖。有心的人，不管你在与不在，都会惦念；无心的情，无论你好与不好，只是漠然。走过一段路，总能有一次领悟；经历一些事，才能看清一些人。31、我们无法选择自己的出身，可是我们的未来是自己去改变的。32、命好不如习惯好。养成好习惯，一辈子受用不尽。33、比别人多一点执着，你就会创造奇迹。50、想像力比知识更重要。不是无知，而是对无知的无知，才是知的死亡。51、对于最有能力的领航人风浪总是格外的汹涌。52、思想

22、如钻子，必须集中在一点钻下去才有力量。53、年少时，梦想在心中激扬迸进，势不可挡，只是我们还没学会去战斗。经过一番努力，我们终于学会了战斗，却已没有了拼搏的勇气。因此，我们转向自身，攻击自己，成为自己最大的敌人。54、最伟大的思想和行动往往需要最微不足道的开始。55、不积小流无以成江海，不积跬步无以至千里。56、远大抱负始于高中，辉煌人生起于今日。57、理想的路总是为有信心的人预备着。58、抱最大的希望，为最大的努力，做最坏的打算。59、世上除了生死，都是小事。从今天开始，每天微笑吧。60、一勤天下无难事，一懒天下皆难事。61、在清醒中孤独，总好过于在喧嚣人群中寂寞。62、心里的感觉总会是这样

23、，你越期待的会越行越远，你越在乎的对你的伤害越大。63、彩虹风雨后，成功细节中。64、有些事你是绕不过去的，你现在逃避，你以后就会话十倍的精力去面对。65、只要有信心，就能在信念中行走。66、每天告诉自己一次，我真的很不错。67、心中有理想 再累也快乐68、发光并非太阳的专利，你也可以发光。69、任何山都可以移动，只要把沙土一卡车一卡车运走即可。70、当你的希望一个个落空，你也要坚定，要沉着！71、生命太过短暂，今天放弃了明天不一定能得到。72、只要路是对的，就不怕路远。73、如果一个人爱你、特别在乎你，有一个表现是他还是有点怕你。74、先知三日，富贵十年。付诸行动，你就会得到力量。75、爱的

24、力量大到可以使人忘记一切，却又小到连一粒嫉妒的沙石也不能容纳。1、这世上，没有谁活得比谁容易，只是有人在呼天抢地，有人在默默努力。2、当热诚变成习惯，恐惧和忧虑即无处容身。缺乏热诚的人也没有明确的目标。热诚使想象的轮子转动。一个人缺乏热诚就象汽车没有汽油。善于安排玩乐和工作，两者保持热诚，就是最快乐的人。热诚使平凡的话题变得生动。3、起点低怕什么，大不了加倍努力。人生就像一场马拉松比赛，拼的不是起点，而是坚持的耐力和成长的速度。只要努力不止，进步也会不止。4、如果你不相信努力和时光，那么时光第一个就会辜负你。不要去否定你的过去，也不要用你的过去牵扯你的未来。不是因为有希望才去努力，而是努力了，

25、才能看到希望。5、人生每天都要笑，生活的下一秒发生什么，我们谁也不知道。所以，放下心里的纠结，放下脑中的烦恼，放下生活的不愉快，活在当下。人生喜怒哀乐，百般形态，不如在心里全部淡然处之，轻轻一笑，让心更自在，生命更恒久。积极者相信只有推动自己才能推动世界，只要推动自己就能推动世界。6、人性本善，纯如清溪流水凝露莹烁。欲望与情绪如风沙袭扰，把原本如天空旷蔚蓝的心蒙蔽。但我知道，每个人的心灵深处，不管乌云密布还是阴淤苍茫，但依然有一道彩虹，亮丽于心中某处。7、每个人的心里，都藏着一个了不起的自己，只要你不颓废，不消极，一直悄悄酝酿着乐观，培养着豁达，坚持着善良，只要在路上，就没有到达不了的远方！8、不要活在别人眼中，更不要活在别人嘴中。世界不会因为你的抱怨不满而为你改变，你能做到的只有改变你自己！9、欲戴王冠，必承其重。哪有什么好命天赐，不都是一路披荆斩棘才换来的。10、放手如拔牙。牙被拔掉的那一刻，你会觉得解脱。但舌头总会不由自主地往那个空空的牙洞里舔，一天数次。不痛了不代表你能完全无视，留下的那个空缺永远都在，偶尔甚至会异常挂念。适应是需要时间的，但牙总是要拔，因为太痛，所以终归还是要放手，随它去。11、这个世界其实很