4第三章3理想条件下空气污染物散布_扩散参数.pptVIP

第三节 大气扩散参数;3.3.1 早期的大气扩散参数处理;3.3.1.2 直接测量湍流量的方法 1)、风向脉动标准差(H. E. Cramer,1957) 由Taylor公式，在近距离，运行时间不长，有 当水平风向脉动摆角不大（20o）,有 ;采用水平风向摆动角的范围作为特征量，导出扩散参数，并以高架源（108 m）扩散试验为依据，得出了相应的经验表达式和扩散曲线。 见 表3.2, p68;Taylor公式的谱函数形式 经过时间T后，在x轴向距离?uT的位置上，y向扩散范围不仅与横向湍流强度有关，也与拉氏湍流谱有关。 粒子扩散是由不同频率的脉动速度引起的，高频脉动是小湍涡活动的结果，低频脉动是大湍涡活动的结果。扩散是各种不同尺度湍涡活动的结果。 拉格朗日参量 欧拉参量;（1）T足够小，脉动速度的频率n不可能很高，T小到一定程度后，总有： 各种频率的速度分量都按其所具有的权重作用于粒子扩散。 （2）任意T： 频率高于1/T的湍涡（小湍涡）对扩散几乎没有贡献，低于0.1/T的湍涡（大湍涡）不受影响，按其自身的权重作用于扩散。介于两者之间的频率分量虽有贡献，但受到一定程度的削弱。;(3) T很大时，1/T很小，在构成v’的全部分量中，大都满足n1/T，它们对扩散都不起作用，只有那些频率非常低的湍涡才对扩散有贡献 上面的参量都是拉氏形式，按下列假定转化成欧拉形式的参量 假设1 只要观测v’的时间（取样时间）大于粒子运行时间的5倍，就可以用定点观测得到脉动速度方差的代替跟踪观测得到的脉动速度方差。;假定2： 拉氏自相关系数与欧拉自相关系数形式完全相同，仅在时间尺度上差了一个倍数。 ;将上式代入Taylor公式的谱形式：; 时间尺度?是唯一的待定参量，起初?=0.44/i，?值改变时，扩散参数不灵敏。 给定?值以后，就可以根据水平风向脉动记录计算各个距离的?p，其步骤如下： 1）根据取样时间确定平均时间，最大平均时间sn =τ/5。 2）用不同的平均时间s1、s2,…… sn 等对原始的风向脉动记录进行滑动平均，得到经过平滑的n个、风向变化序列?s1、?s2，…… ?sn 。 3）对上述风向变化序列，分别计算标准差，得到(?A)s1、(?A)s2,…… (?A)sn 。 4）根据结果做(?A)s -s曲线图。 5）根据图求出任意?y。;?的确定方法： 1）根据定义 2）由扩散参数的比求 原则上有 3）利用经验关系求?值：?值与大气稳定度有关，并与湍流强度成反比，?值范围1~10。大气越稳定，湍流强度越小，?值越大。中性层结取4。;适用于开阔平坦地形上的小尺度扩散问题，利用?A 和?E 计算扩散参数，精确度高。但对观测要求较高，计算量大。;3.3.2 稳定度级别与扩散曲线法;表3.3 Pasquill稳定度分级方法 ; Turner稳定度划分;时间;; Turner的稳定度划分方法较为确切。只要有地面风速、云量、云高常规观测资料，就可以客观地定出稳定度级别。所以这种方法是实际工作中最常应用的方法。此方法原为机场每小时的气象观测资料而设计的，机场多在城郊，下垫面比较平坦，在应用于城市下垫面时应做稳定度等级的订正。; 上述Pasquill和Turner稳定度计算方法，都是用宏观的气象资料间接地给出微观湍流特征。大气扩散速率最终取决于流场的湍流特性，用上述宏观的气象条件划分稳定度等级是一种间接方法。有时，大气宏观条件大致相同，但流场湍流特性会差别很大。因此用湍流场的特征量表征大气稳定度更为有效。;a.常规气象资料表征稳定度太粗糙，没有考虑各种大、中尺度过程的影响，也没有考虑下垫面的影响。与其它稳定度分类法相比，差别较大。 b.稳定度等级代表不同扩散速率的等级，扩散试验表明，使用定量的稳定度指标有时不能说明扩散速率的快慢。如风向发生缓慢偏转，显示有大尺度湍涡的作用，即使是逆温的情况也不例外。;3.3.3. 扩散参数法的修改完善3.3.3.1 国家标准;表3.10-a 太阳辐射等级 ;表3.10-b 大气稳定度等级 ;表3.11-a 横向扩散参数 幂函数表达式数据;表3.11-c 小风和静风时扩散参数的系数 ; 取样时间的订正; 污染物扩散在铅直方向受地面限制，风向倾角变化范围较小，当取样时间超过几分钟后，铅直风向脉动范围变化不大，所以对铅直向扩散参数可以不做取样时间的订正。水平风向可在360o范围内改变，而表3.11中的扩散参数适用于采样时间为0.5小时的情形，如果采样时间大于或小于这个时段需进行订正。;;等级 ;表3.25 Briggs扩散参数 (单位：m) ;3.3.4 风向脉动与扩散函数法;