第六章 泄漏源.ppt

在大气环境影响平均的实际工作中，大气扩散计算通常以高斯大气扩散公式为主。 高斯模式是一类简单实用的大气扩散模式。在均匀、定常的湍流大气中污染物浓度满足正态分布，由此可导出一系列高斯型扩散公式。实际大气不满足均匀、定常条件，因此一般的高斯扩散公式应用于下垫面均匀平坦、气流稳定的小尺度扩散问题更为有效。 高斯扩散模式的坐标系 连续点源一般指排放大量污染物的烟囱、放散管、通风口等。 排放口安置在地面的称为地面点源 处于高空位置的称为高架点源。 烟羽模型描述来自连续源释放物质的稳态浓度 烟团模型描述一定量的物质释放后的暂时浓度。 ū — 平均风速；???????????? Q—源强是指污染物排放速率。与空气中污染物质的浓度成正比，它是研究空气污染问题的基础数据。通常： ?（ⅰ）瞬时点源的源强以一次释放的总量表示； ?（ⅱ）连续点源以单位时间的释放量表示； ?（ⅲ）连续线源以单位时间单位长度的排放量表示； ?（ⅳ）连续面源以单位时间单位面积的排放量表示。 ?δy—侧向扩散参数，污染物在y方向分布的标准偏差，是距离y的函数，m； ?δz—竖向扩散参数，污染物在z方向分布的标准偏差，是距离z的函数，m； 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，这种大气扩散称为有界大气扩散。所以在建立大气扩散模式时，必须考虑地面的影响。根据前述假定(4)污染物在扩散中质量守恒，即污染物在扩散过程即不增加也不减少。可以认为地面象镜面那样，对污染物起着全反射的作用。按照全反射原理，可以用像源法来处理这类问题。 如图所示，我们可以把 P 点的污染物浓度看成是两部分之和。一部分是不存在地面影响情况下, P 点所具有的污染物浓度；另一部分是由于地面反射作用所增加的污染物浓度。这相当于实源在地面下的 -H 位置处的像源，按照无限空间连续点源模式，在P点所造成的污染物浓度。 扩散参数σy、σz是表示扩散范围及速率大小的特征量，也即正态分布函数的标准差。为了能较符合实际地确定这些扩散参数，许多研究工作致力于把浓度场和气象条件结合起来，提出了各种符合实验条件的扩散参数估计方法。 P-G扩散曲线法应用前述的大气扩散模式估算污染物浓度时，需要确定源强Q、平均风速 、有效源高H、扩散参数σy 和 σz 。Q值可由计算或实测得到， ū值可由多年的风速观测资料得到，H的计算如上所述，余下的问题仅是如何确定σy 和 σz 。帕斯奎尔（Pasquill）于1961年推荐了一种仅需常规气象观测资料就可估算出σy 和 σz的方法。吉福德（Gifford）进一步将它作成应用更方便的图表，所以这种方法又简称P—G曲线法。 经常用到的中等浮力扩散模型：烟羽模型和烟团模型。 烟羽模型描述来自连续源释放物质的稳态浓度，烟团模型描述一定量的物质释放后的暂时浓度。有典型10种情况： ?无风情况下的稳态连续点源释放； ?无风时的烟团； ?无风情况下的非稳态连续点源释放； ?有风情况下的稳态连续点源释放； ?无风时的烟团，涡流扩散率是方向的函数； ?有风情况下的稳态连续点源释放，涡流扩散率是方向的函数； ?有风时的烟团； ?释放源在地面上的无风时的烟团； ?释放源在地面上的稳态烟团； ?连续的稳态源。释放源在地面上方H高度。 上述10种情况都依赖于指定的涡流扩散度K值，通常情况下K值很难确定。Pasquill重新得到了情况1到10的方程，这些方程以及相应的扩散系数就是众所周知的Pasquill-Gifford模型。 课本上分别对应： ? 烟团瞬时地面点源模型，坐标系固定在释放点，风速u恒定，风向仅沿x方向； ? 位于地面H高处瞬时点源的烟团，坐标系位于地面并随烟团移动； ? 地面上连续稳态源的烟羽，风向x轴，风速u恒定； ? 位于地面H高处连续稳态源的烟羽，风向x轴，风速u恒定。 评述：对于烟羽，最大浓度通常在释放点处。如果释放在高于地平面地方，那么最大浓度出现在释放处的下风向上的某一点。 对于烟团，最大浓度通常在烟团的中心。如果释放在高于地平面地方，烟团中心平行于地面移动，那么最大浓度直接位于烟团中心的下方。 如果天气条件未知或者不能确定，可以进行某些假设，得到一个最坏情形的结果，即估算一个最大浓度。 Pasquill-Gifford扩散或者高斯扩散方程，仅应用于气体的中等浮力的扩散。在扩散过程中，湍流混合是扩散的主要特征。他仅对距离释放源在0.1~100km范围内的距离有效。 由于Pasquill-Gifford扩散预测的浓度是时间的平均值。因此，局部浓度的时间值有可能超过所预测值。 帕斯奎尔扩散曲线法的要点：这一方法首先根据太阳辐射情况（云量、云状和日照）和离地面10m高处的风速（帕斯奎尔称为地面风速），将大气的扩散稀释能力划