环境影响评价06-大气环境影响预测与评价

第6章大气环境影响预测与评价AirEnvironmentalImpactPredicationandAssessment2023/9/211第6章大气环境影响预测与评价本章构成大气环境影响预测方法与内容大气污染物点源扩散模式非点源扩散模式大气环境影响预测模型中参数的选择与计算大气环境影响评价大气环境污染防治对策大气环境影响评价导则推荐模式及案例2023/9/212第6章大气环境影响预测与评价6.1大气环境影响预测方法与内容6.1.1大气环境影响预测方法1．大气污染与大气污染源大气污染大气污染源2023/9/213第6章大气环境影响预测与评价2．大气环境影响预测方法概述大气环境影响的预测方法运用最为普遍的是高斯模式：污染物在空间的概率密度在平稳均匀湍流场下服从正态分布（高斯分布）

适用条件—匀流场（即风速、扩散参数等不随时间、空间位置的变化而变化）

建立数学模型大气环境影响预测模型分类2023/9/214第6章大气环境影响预测与评价3．法规大气环境影响预测模型由政府部门颁布实施或认证、普遍应用的大气环境影响预测模型。

如：我国《环境影响评价技术导则——大气环境（HJ2.2-2008）推荐模式香港特别行政区推荐的模式美国EPA所推荐的一系列模式目前，大多数法规大气环境影响预测模型属于正态模式2023/9/215第6章大气环境影响预测与评价关于环境质量模拟重点实验室网站域名（）暂停服务的通知

由于国家信息产业部近期对全国范围内所有网站开展的ICP备案工作，导致环境质量模拟重点实验室网站域名（）暂时无法提供服务。目前登陆环境质量模拟重点实验室网站可直接通过IP登陆(7)或通过登陆环境影响评价网（）点击右侧的“环境质量模拟重点实验室”图标登录到网站。2023/9/2162023/9/217第6章大气环境影响预测与评价4．大气环境影响预测模型选用的一般步骤2023/9/218第6章大气环境影响预测与评价⑴确定预测因子有环境空气质量标准的评价因子作为预测因子建设项目的特征污染物和预测区域内污染严重的因子

数量不要太多，3～5个，但对排放大气污染物种类较多的项目，可适当增加。

⑵确定预测范围及计算点

预测范围应覆盖评价范围预测计算点分类：环境空气敏感区——所有的环境空气保护目标

预测范围内的网格点区域——直角坐标网格或极坐标网格

最大地面浓度点2023/9/219第6章大气环境影响预测与评价⑶确定污染源计算清单包括污染源的几何形态、空间位置、烟囱参数、源强、污染物性质等

⑷落实污染气象参数

⑸确定地形复杂程度

简单地形距离污染源中心点5km

内的地形高度（不含建筑物）低于排气筒高度的地形。在此范围内地形高度不超过排气筒基底高度时，可认为地形高度为0m；复杂地形距离污染源中心点5km内的地形高度（不含建筑物）等于或超过排气筒高度地形。2023/9/2110第6章大气环境影响预测与评价⑹设定预测情景2023/9/2111第6章大气环境影响预测与评价⑺预测模型选用与验证⑻其他相关参数的确定常规预测情景的组合方式2023/9/2112第6章大气环境影响预测与评价6.1.2大气环境影响预测内容为评价提供涵盖建设项目（或规划）建成实施后在各种情况下的基础定量数据。(1)了解建设项目或规划建成后对大气环境质量影响的程度(2)确定建设项目或规划建成后，大气污染物影响的范围及空间分布情况(3)比较项目各种建设方案或规划实施方案对大气环境质量的影响(4)给出各污染源对关注点的污染物浓度贡献(5)优化关注区域的污染源布局，并对其实施总量控制1．大气环境影响预测目的2023/9/2113第6章大气环境影响预测与评价对于一、二级评价，应当包括：①全年逐时或逐次小时气象条件下，环境空气保护目标、网格点处的地面浓度；

评价范围内的最大地面小时浓度。②全年逐日气象条件下，环境空气保护目标、网格点处的地面浓度；

评价范围内的最大地面日平均浓度。③长期气象条件下，环境空气保护目标、网格点处的地面浓度；评价范围内的最大地面年平均浓度。长期气象条件：一级评价项目为近五年内至少连续三年的逐日、逐次气象条件；

二级评价项目为近三年内至少连续一年的逐日、逐次气象条件。2．大气环境影响预测内容2023/9/2114第6章大气环境影响预测与评价④非正常排放情况，全年逐时或逐次小时气象条件下，环境空气保护目标的最大地面小时浓度和评价范围内的最大地面小时浓度。对于一级评价项目，其施工期超过一年的项目，并且施工期排放的污染物影响较大，还应预测施工期间的大气环境质量。

三级评价的项目可不进行以上述预测。2．大气环境影响预测内容2023/9/2115第6章大气环境影响预测与评价6.2大气污染物点源扩散模式经典的大气污染扩散模式以高斯大气扩散模式为基础6.2.1无界高斯烟羽扩散模式⑴污染物在各个断面上呈正态分布，即在y轴和z轴上分别有：

1、基本假设XYZ主导风向⑵大气流动有主导风向，风速在预测范围均匀稳定，即U＝常数⑶在x轴方向上，平流输送作用远大于扩散作用，故在x轴方向的扩散作用可以忽略不计。⑷污染源强连续且均匀，污染物质量守恒⑸浓度分布不随时间改变，即：0（6.1）2023/9/2116第6章大气环境影响预测与评价下风向任何一点污染物浓度的分布函数由前，解得则无界高斯烟羽扩散模式x、y、z——预测点位空间座标，m，坐标原点在源口；

Q——源强，mg/s；

U——污染源口平均风速，m/s；——垂直于平均风向的水平横向（y方向）扩散参数，m；——铅直方向（z方向）扩散参数，m。——下风向某点处，大气污染物浓度贡献值，mg/m3；（推导省略）XYZ主导风向02023/9/2117第6章大气环境影响预测与评价y、z方向的污染物浓度呈正态分布；在一定范围内随x距离的增加，、也逐步增大；、【讨论】无界高斯烟羽扩散模式的讨论与污染源的源强Q成正比；与风速U成反比；无界烟羽下风向轴线浓度最高，即令y=0,z=0,得到下风向地面轴线浓度2023/9/2118第6章大气环境影响预测与评价6.2.2有风点源正态烟羽扩散模式有风指距地面10m高处的平均风速风速把烟流落于地面后的污染物浓度看成两部分之和：不存在地面反射时（实源）的污染物浓度；由于地面反射作用（虚源）所增加的污染物浓度。XYZ主导风向0实源作用

虚源作用

实、虚源作用迭加

高架连续点源的扩散模式

地面源（He=0）此浓度为无界模式的两倍预测点到源口距离2023/9/2119第6章大气环境影响预测与评价1地面浓度我们更为关心的是烟羽扩散对地面的影响。高架连续点源烟羽落地时，Z=0若为地面源2地面轴线浓度烟羽沿风向轴线上的污染物浓度最大；地面轴线上，Y=0,Z=0

若为地面源2023/9/2120第6章大气环境影响预测与评价高架源与地面源的地面轴线污染物浓度分布情况在其他参数相同的情况下，地面源的浓度大于高架源2023/9/2121第6章大气环境影响预测与评价3高架连续点源最大落地浓度构造关系式：(地面轴线浓度)（6.14）代入得到求导当时，可以得到最大落地浓度距离：（6.17）令（6.17）中，x=xmax,则（6.18）（6.20）（6.21）将（6.20）、（6.21）、（6.17）、代入（6.18），得到2023/9/2122第6章大气环境影响预测与评价若对式6.14对x进行求导、在当时也可求解得到

其中可解得：其中——分别为横向扩散参数、铅直向扩散参数的回归指数；——分别为横向扩散参数、铅直向扩散参数的回归系数。2023/9/2123首先计算，再利用（6.22）或（6.23）求解。【例】某地区有以高架连续点源，有效源高为160m，实测平均风速3.0m/s，排烟量4.5×105m3/h，排烟中SO2浓度为1000mg/m3。已知，试求下风向距烟囱500m，距地面x轴线50m处SO2的地面浓度值，并求出该高架点源排出SO2的地面最大浓度。第6章大气环境影响预测与评价6.2.3静小风扩散模式小风（1.5m/s＞U10≥0.5m/s）、静风（U10<0.5m/s)时，污染物在X方向的扩散不可忽略 提示：1、计算源强（排烟量×浓度，mg/s）

2、计算x=500m,y=50m处的地面浓度

3、求出最大落地浓度2023/9/2124第6章大气环境影响预测与评价【解】1、计算源强首先计算σmax，再利用（6.22）或（6.23）求解。

3、求出最大落地浓度2、计算x=500m,y=50m处的地面浓度2023/9/2125第6章大气环境影响预测与评价6.2.4封闭性扩散模式若在排气筒出口上方存在一个稳定的逆温层，那么大气污染物向上的扩散会受到阻挡，同时由于地面的反射，污染物的扩散如同被限制在逆温层与地面之间的封闭型空间内。在封闭性空间内，空间内一点的污染物浓度可以看作为实源及其虚源多次反射作用所得浓度之和。计算模式h——混合层厚度（由地面到逆温层底部的高度），m；n——烟羽在地面和逆温层底之间发生的反射次数，一般取n＝－4～4。一般经1～4次反射之后，虚源的作用已经很小。2023/9/2126第6章大气环境影响预测与评价混合层多次反射示意图2023/9/2127第6章大气环境影响预测与评价地面浓度公式：地面轴线的浓度公式：当污染物经过多次反射，其在垂向上的浓度趋于均匀，通过对式6.32的无穷和对n求积分，可求得污染物在垂向上浓度均匀分布时的地面浓度表达式：（6.32）通常认为，当σz=1.6h时，污染物在混合层内混合均匀；因此，当σz<1.6h时，采用式6.32来计算地面浓度，当σz＞1.6h时，采用式6.34进行计算。(6.34)2023/9/2128第6章大气环境影响预测与评价6.2.5熏烟扩散模式晴朗夜间，由于地面辐射冷却，大气底层形成贴地逆温层；日出后，靠近地面的低层空气被日照加热使逆温层自下而上逐渐破坏，但上部仍保持逆温；当逆温层在烟囱高度之上时，烟云就好像被盖子盖住，只能向下部扩散，像熏烟一样直扑地面，即形成熏烟型扩散。在污染源附近污染物的浓度很高，地面污染严重，这是最不利于扩散和稀释的气象条件。在逆温消退至排气筒烟羽顶部时，对地面浓度贡献最大；此后随逆温层高度上升，混合层厚度继续增加，熏烟逐渐消退2023/9/2129第6章大气环境影响预测与评价假设逆温消退过程，浓度在垂直方向均匀分布，水平方向仍呈正态分布熏烟时的地面浓度公式2023/9/2130——空气动力黏性系数，一般取1.8×10－4g/(cm•s)。——尘粒子的地面反射系数，其定值见表6-4

第6章大气环境影响预测与评价6.2.6颗粒物扩散模式颗粒物从粒子直径上可以划分为降尘、总悬浮颗粒物与飘尘。直径大于100μm的粒子称之为降尘，在重力作用下很快下降，在一般天气情况下不会远距离输送；离子直径小于10μm的称之为飘尘，也称作可吸入颗粒物；

粒径介于降尘、飘尘之间的一般称作总悬浮颗粒物。颗粒物在扩散的同时还存在着以沉降速度Vg向地面的沉降，使烟流向地面倾斜，减小了有效源高，其减小量为Vgx/U。同时，尘粒子到达地表时，由于静电吸附、化学反应等因素的影响，一部分粒子被地面阻留。颗粒物的地面浓度扩散模式，即部分反射的倾斜烟云扩散地面浓度模式：

——尘粒子沉降速度，cm/s。2023/9/2131第6章大气环境影响预测与评价6.2.7长期平均浓度公式前面的模式适用于短时间（30min）的浓度预测，且在预测范围内风速、风向稳定；预测长期（年、季、月、旬，乃至若干日）大气污染物浓度，需要考虑风向、风速、大气稳定度的变化。联合频率的全称是风向方位-风速-稳定度联合频率。常用的长期浓度平均公式为联合频率加权计算公式。风向方位i一般取16；稳定度j的总数不宜少于3（稳定、中性、不稳定）；风速段在不单独考虑静风频率时，k的总数也不应少于3。2023/9/2132——有风时的风向方位-风速-稳定度联合频率；当有效源高较大（He>200mm），且fLijk<20%,

可以不单独统计，此时式(6.46)右侧括号中仅包括前一项。第6章大气环境影响预测与评价任一风向方位i的孤立源下风距离x处的长期平均浓度——静、小风时的扩散浓度，用静小风扩散模式计算——有风时的扩散浓度；——静、小风时的风向方位-风速-稳定度联合频率；(6.46)长期平均浓度公式计算中，方位划分为16个，每个方位实质上代表的是π/8方位角的扇形区，计算公式为如果评价区内的排气筒数目多于1个，则将多个排气筒的计算浓度求和。m为风速段数；n为风向方位数2023/9/2133第6章大气环境影响预测与评价6.2.8日平均浓度计算计算日平均浓度的方法有保证率法、典型日法与换算法。典型日法是最常用的计算日平均浓度的方法，下面介绍典型日法。

典型气象条件是指对环境敏感区或关心点易造成严重污染的风向、风速、稳定度和混合层高度等的组合条件。确定典型日的方法：按全年内各气象要素（包括稳定度、风向、风速等）的组合划分为多种类型，每种类型就算作一种典型日。

根据典型日的逐时（次）气象数据，求算小时平均浓度，再按照选取的日气象观测次数n求其平均值，即得日平均浓度。表达式如下：2023/9/2134第6章大气环境影响预测与评价6.3非点源扩散模式6.3.1线源扩散模式对于直线型线源，采用高斯烟羽点源模式，在风向上沿线源长度积分

对照有风点源正态烟羽扩散模式——线源源强，mg/(m·s)；2023/9/2135第6章大气环境影响预测与评价1风向与线源垂直无限长线源在平坦地形上，平直高速路对于路边近处的大气敏感目标而言，可以视为一无限长线源。因为则地面浓度（Z=0）：2023/9/2136第6章大气环境影响预测与评价有限长线源以风向为x轴并通过关心点，线源的两个端点分别为y1、y2，设即有、

则简写为地面浓度的解法参考式6.292023/9/2137第6章大气环境影响预测与评价2风向与线源平行当风向与线源平行时，只有上风向的线源才对关心点的污染物浓度有贡献无限长线源地面浓度有限长线源，设坐标原点于线源中点，线源长度为2x0e——常规扩散参数比，e≈0.5～0.7，靠近线源中心线取小值，反之取大值；r——线源上各点到关心点的等效距离，m；y——线源上各点到关心点的横向距离，m。2023/9/2138——分别为与风向垂直、与风向平行的扩散模式第6章大气环境影响预测与评价3风向与线源呈任意交角当风向与线源呈任意交角，可采用简单内插法估算地面浓度：、2023/9/2139第6章大气环境影响预测与评价6.3.2面源扩散模式面源一般指无组织排放或在不大范围内较均匀分布且数量多、源强及源高都不大的点源。常采用两种扩散模式：点源积分法和点源修正法。主要介绍后一种方法。2023/9/2140x——自接受点到面源中心的距离，m；——面源在y方向的长度，m；——面源平均排放高度，m。当面源面积S较小时（S≤1.5km2）,把面源看成点源，按高斯点源扩散模式进行计算，但需要对扩散参数进行修正。

点源修正法修正式（1）直接修正法第6章大气环境影响预测与评价2023/9/2141

①认为面源内所有排放的污染物可以看作在面源中心向上风向后退xy、xz距离的虚拟点源；②分别相当于x+xy和x+xz时的横向扩散参数和垂向扩散参数第6章大气环境影响预测与评价⑵虚点源后置法也称点源后退法，也是把面源当作点源处理，按点源扩散模式进行计算。该方法思想核心：

、即x——自接受点到面源中心的距离xY、xZ分别由下列经验公式反推求得2023/9/2142z0——相应气象台（站）风速器高度，一般指10m处，m；z——计算高度，m；——z高度处的平均风速，m/s；——z0高度处的平均风速，一般指距地高10m处的观测风速，m/s；

m——风速高度指数。风速高度指数与大气稳定度和地面粗糙度有关。查表6-7。第6章大气环境影响预测与评价6.4大气环境影响预测模型中参数的选择与计算6.4.1平均风速，z≤200m，z＞200m

烟囱口的平均风速一般采用幂律分布模式计算：风幂指数法2023/9/2143第6章大气环境影响预测与评价6.4.2大气稳定度

1．大气稳定度的判定一气团受外力作用，离开平衡位置，向上或向下移动，撤除外力后，发生3种情况：若气团存在继续移动的趋势，则认为大气呈不稳定状态；若气团存在回到原平衡位置的趋势，则大气是稳定的；如果气团既不远离原平衡位置也不返回，则认为大气呈中性状态。在大气中，气团受到外力的作用，会产生向上或向下的垂直运动,这种影响气团垂直运动的特性称之为大气稳定度（又称大气静力稳定度、层结稳定度）。2023/9/2144第6章大气环境影响预测与评价2023/9/2145第6章大气环境影响预测与评价大气稳定大气呈中性大气不稳定2023/9/2146外力使气块上升或下降气块去掉外力气块减速，有返回趋势，稳定气块加速上升或下降，不稳定气块停在外力去掉处，中性参考说明第6章大气环境影响预测与评价2023/9/2147第6章大气环境影响预测与评价2023/9/2148第6章大气环境影响预测与评价2.大气稳定度等级的分类及划分方法（1）大气稳定度等级的分类主要介绍修订的帕斯奎尔（Pasquill）分类方法（简记为P.S）。该方法把稳定度分为6个等级，即：A—极不稳定；B—不稳定；C—弱不稳定；

D—中性；E—稳定；F—较稳定。2023/9/2149太阳倾角可按下式计算：——当地经度，deg；t——进行观测时的北京时间，hr；

————当地纬度，deg；h0——太阳高度角，deg；第6章大气环境影响预测与评价确定太阳辐射等级。由云量与太阳高度角按表6-8查出太阳辐射等级数。（2）大气稳定度等级的分类方法太阳高度角h0用下式表达：——太阳倾角，deg。——，deg；——一年中的日期序数，0，1，2，…，364。2023/9/2150云量，1/10太阳辐射等级数总云量/低云量夜间h0≤15º15º＜h0≤35º35º＜h0≤65ºh0＞65º≤4/≤4-2-1+1+2+35~7/≤4-10+1+2+3≥8/≥4-100+1+1≥5/5~70000+1≥8/≥800000第6章大气环境影响预测与评价太阳辐射等级数确定了太阳辐射等级后，再根据地面风速查表6-8确定大气稳定度。地面风速m/s太阳辐射等级+3+2+10-1-2≤1.9AA～BBDEF2～2.9A～BBCDEF3～4.9BB～CCDDE5～5.9CC～DDDDD≥6DDDDDD大气稳定度等级2023/9/2151横向扩散参数与垂直扩散参数的表达式

第6章大气环境影响预测与评价6.4