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第四章 大气污染物扩散模式 1高斯扩散模式 2.污染物浓度的估算方法 3.特殊气象条件下的扩散模式 4.烟囱高度设计 掌握大气扩散的理论和扩散模式，学会估算污染物浓度、烟气抬升高度，确定烟囱高度和厂址 第一节 湍流扩散的基本理论 扩散的要素 风：平流输送为主，风大则湍流大 湍流：扩散比分子扩散快105～106倍 湍流的基本概念 湍流——大气的无规则运动 风速的脉动 风向的摆动 起因与两种形式 热力：温度垂直分布不均（不稳定） 机械：垂直方向风速分布不均匀及地面粗糙度 第二节 高斯扩散模式 2.1 有关假定 (1)坐标系 右手坐标，y为横风向，z为垂直向 (2)四点假设 a．污染物浓度在y、z风向上分布为正态分布 b．全部高度风速均匀稳定 c．源强是连续均匀稳定的 d．扩散中污染物是守恒的（不考虑转化） 高斯扩散模式 2.2 高斯扩散模式的坐标系 2.3无界空间连续点源扩散模式 由正态分布假定，得下风向任一点的浓度分布 由假定d－源强积分式 （单位时间物料守恒） 积分，可以解出四个未知数：得到高斯模式 2.4高架连续点源扩散模式 镜像全反射----像源法 实源： 像源： 实源的贡献 像源的贡献 实际浓度 2.4高架连续点源扩散模式 地面浓度模式：取z＝0代入上式，得 地面轴线浓度模式：再取y=0代入上式 2.4高架连续点源扩散模式 地面源高斯模式（令H＝0）： 相当于无限源的2倍（镜像垂直于地面，源强加倍） 地面最大浓度模式: 由此求得 2.5颗粒物扩散模式 粒径小于15um的颗粒物可按气体扩散计算 大于15um的颗粒物：倾斜烟流模式 地面反射系数 第四节 污染物浓度的估算 1.烟气抬升高度的计算 初始动量： 速度、内径 烟温度 －浮力 烟气抬升 Hs――烟囱几何高度 ――抬升高度 有效源高 高架点源地面浓度估算式 4.1 烟气抬升高度的计算 抬升高度计算式 （1） Holland公式：适用于中性大气条件（稳定时减小，不稳时增加10－20％） Holland公式比较保守， 4.1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 4.1烟气抬升高度的计算 （3）我国“制订地方排放标准的技术方法”(GB/T13201-91)中的公式 4.2扩散参数的确定 P－G曲线法 P－G曲线Pasquill常规气象资料估算 Giffard制成图表 方法要点 大气分成A－F共六个稳定度等级 （云、日照、风速……） 曲线（六条）（对应A、B……F稳定度级） 4.2 扩散参数的确定－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 4.2扩散参数的确定－P－G曲线法 P－G曲线的应用 利用扩散曲线确定 和 扩散参数的确定－P－G曲线法 P－G曲线的应用 地面最大浓度估算 由 和 由 曲线（图4-5）反查出x 由 曲线（图4-4）查 由式（4-10）求出 4.3扩散参数的确定－中国国家标准规定的方法 扩散参数的选取 扩散参数的表达式为（取样时间0.5h，按表4-8查算） 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 取样时间大于0.5h， 不变， 第三节 特殊气象条件下的扩散模式 主要指气象条件与高斯模式不一样（温度层结构均一，实际中难以实现） 3.1 封闭型扩散模式 相当于两镜面之间无穷次全反射 实源和无穷多个虚源贡献之和 n为反射次数，在地面和逆面 实源在两个镜子里分别形成n个像 3.1封闭型扩散模式 简化计算方法： 1)当 （尚未到封闭阶段） （烟流半宽度） 查P－G曲线 － 4-9式计算 地面轴线浓度 2)当 ，z向浓度混合均匀，z分布函数为 3) －内插（假定变化为线性） 3.2熏烟型扩散模式 假设： D 换成hf（垂向均匀分布）；Q 只包括进入混合层部分， 则仍可用上面公式