第四章 理想条件下空气污染物散布的模式处理-康娜.ppt

第四章 理想条件下空气污染物散布的模式处理;主要内容;欧拉扩散方程假设K为常数（即斐克扩散），可得到正态分布形式的解 从统计理论出发，在平稳、均匀湍流的假定下，也可以证明粒子扩散位移的概率分布符合正态分布形式 对连续点源发出的烟流的大量试验研究和观测事实表明，尤其是对于平均烟流的情形，其浓度分布是符合正态（也称高斯）分布的;§4.1 连续点源高斯扩散公式;一 无界情形（公式及物理意义）;物理意义;镜像全反射----像源法 实源： 像源： ;;;三 地面源;四 地面浓度和地面最大浓度;;高斯烟流的浓度分布;3 源高和稳定度的影响;（1） 与 之比为常数;;一 线源扩散公式 线源定义为呈线状分布的污染物排放源。如繁忙的公路和城市的街道通常被看作是线源 连续线源等价于连续点源沿着线源长度范围的积分，其浓度场是线上无数点源浓度贡献之和;;1 无限长线源;一般 不适用;;2 有限长线源;二 面源扩散公式; 由点源沿x和y向积分给出，自上风向半平面 对x=0，y=0造成的浓度贡献 ;;;;于是上式变成：;;三 体源扩散公式（自学）;重点;早期大气扩散参数处理 稳定度扩散级别与扩散曲线法 扩散曲线讨论 风向脉动与扩散函数法 扩散参数的研究现状 ;一 早期的扩散参数模式;具体步骤： 1 找出泰勒公式中的拉格朗日相关系数的具体形式，即寻找它与某些可测气象参量的关系，代入泰勒公式求扩散参数。 2 将扩散参数代入基本高斯扩散，得到萨顿扩散公式。;3 基于简单物理考虑，认为拉格朗日相关系数与湍流特征量，宏观黏滞度，时间间隔相关，并通过量纲分析得到所有量的组合。 ;萨顿参数;;和 由双向风标测量，反映大气湍流扩散能力。;3 BNL模式（M.E.Smith,1951）;4 J.S.Hay F.Pasquill(1959); 由大量扩散试验（含气象观测和示踪物浓度观测）资料分析及理论分析得出扩散参数随下风方距离x的变化曲线 ——P-G法，或者P-G-T法 英国气象学家帕斯奎尔(F.Pasquill，1961)基于大量扩散实验资料的分析, 建立了一套扩散参数计算方案, 后经美国核气象学家杰富德(F. Giffod, 1961)和 美国公共卫生局的气象学家特纳尔(D. B. , Turner, 1967)的改进与完善,构成了现今广为引用的P— G—T 扩散曲线系统。 ;P-G曲线法 ;;P－G曲线的应用 根据常规资料确定稳定度级别 ;太阳高度角 云量;表3.6 日射等级确定规则;表3.7 Turner的稳定度分级方法;P－G曲线的应用（10分钟平均）图3.10 利用扩散曲线确定 和 ;;P－G曲线的应用 地面最大浓度估算;三 扩散曲线法的完善;;平原地区和城市远郊区，D、E、F向不稳定方向提半级 工业区和城市中心区，C提至B级，D、 E、F向不稳定方向提一级 丘陵山区的农村或城市，同工业区;2 不同稳定度分类方法;;;（2）与温度递减率有关方法 ①以温度递减率，即以两层（10m、60m）的垂直温度梯度来表征水平和垂直向的湍流状况。国际原子能机构(1980)推荐 ;; ②以温度递减率和风速相结合（同时考虑支配湍流活动的机械和热力因子） ;;④EPA(1990)推荐在缺乏云量和云高资料时，采用表3.18替换原P-G-T方法;（3）边界层湍流参量法;;注意：;3 不同源高和不同下垫面的应用;Briggs，1974内插完善 ;四 风向脉动和扩散函数法;(1)方法原理;由泰勒公式可得;方法原理与湍流统计理论基础一致 舍弃分离的稳定度级别，采用连续性稳定度，接近实际 考虑源高影响，认为f是稳定度状况函数 使用方便，可用于多种情况 ;Pasquill (1976)给出试验资料所得的f(x)数据;两者中间范围一致，近范围，理论值稍高，远距离相反。;;（4）几种扩散函数表达式;五 扩散参数的现状和发展;重点;一 烟流抬升(掌握);烟气抬升取决于： 动力因子：烟气排放的出口速度 热力因子：烟气温度比环境气温高;1烟流抬升的物理模型及影响因子; ⑴ 喷出阶段 ⑵ 浮升阶段 ⑶ 瓦解阶段 ⑷ 变平阶段 ;影响热烟流抬升的基本因子：;2 烟流抬升轨迹与终极抬升; 烟流是由运动中的流体构成的，于是，大多数烟流抬升模式基于流体力学的基本定律，即质量守恒，浮力守恒和动量守恒来考察烟流抬升问题，通过积分这些守恒表达式(在烟流的截面上积分)，以方便的形式来描述烟流轨迹。;二 烟气抬升高度的计算;（2）Briggs公式：适用不稳定及中性大气条件 ;（3）国家标准(GB/T13201-91)中的公式 ;;;;§4.5 其他非扩散过程;非扩散过程:;一