数学模型在垃圾焚烧厂的监控评估及经济补偿上的应用.docxVIP

孙瑜宏何无己陈俊畅数学模型在垃圾焚烧厂的监控评估及经济补偿上的应用摘要　　本文主要研究垃圾焚烧厂的污染物扩散浓度分布的问题，我们根据题目所给定的一些数据和信息分析并建立了大气污染物实时推算模型、正态分布模型、居民风险承担经济补偿方案解决问题。　　首先，我们运用SPSS软件对题目给出的８个风向的统计数据进行处理，根据频率和百分比得出垃圾焚烧厂所在处的主导风向是西南风和西风，同时可以计算出主导风向的平均风速和最大风速。然后利用Google Earth软件确定经纬度为22.686033，114.097586的垃圾焚烧厂建在深圳市龙岗区。　　其次，由正态分布假设可以导出下风向任意一点X（x,y,z）处泄漏气体浓度的函数，结合概率统计中的方差表达式和源强积分形式，同时采用帕斯奎尔（Pasquill）大气稳定度分类法确定扩散参数、，得出正态分布模型的一般表达式：。　　再次，在正态分布模型的基础上，我们进一步考虑地形和降雨两方面因素的影响，对地形采用像源法处理，对降雨采用湿沉积消耗因子修正源强，得出大气污染物实时推算模型（APRC）的一般表达式：　　最后，根据垃圾焚烧厂的烟囱和居民区的分布图，确定居民经济补偿范围。考虑到GB18485-2014标准会取代GB18485-2001标准，故在垃圾焚烧厂建立之后，污染物排放处的各项浓度超过GB18485-2014标准的污染物浓度均可以视为过度排放。关键词 APRC模型 帕斯奎尔大气稳定度 正态分布模型 APCA模型目录数学模型在垃圾焚烧厂的监控评估及经济补偿上的应用1摘要1一、问题重述31.1问题背景31.2提出问题3二、问题分析32.1 问题一的分析32.2 问题二的分析4三、模型假设43.1模型假设43.2坐标系假设4四、名词解释及符号说明54.1名词解释54.2符号说明5五、模型的建立及求解65.1 大气污染物实时推算模型（APRC模型）的建立与求解65.1.1 模型建立分布处理65.1.2 数据的预处理65.1.3 正态分布模型的建立75.1.4 APRC模型的建立105.2大气污染物影响综合评定模型（APCA模型）14六、模型的检验17七、模型的推广及发展前景18八、模型的优缺点188.1优点198.2缺点19九、参考文献19十、附件1910.1 APRC模型在Matlab中的实现代码1910.2 2011-04至2012-03龙岗区日雨量22一、问题重述1.1问题背景随着经济水平的不断发展，人口不断增加，致使环境不断恶化。其中“垃圾围城”在我国尤显突出，急需人们解决。因此，采取垃圾焚烧以求解决这一问题。其中垃圾焚烧排放的有害物质，对周围居民生活健康存在巨大威胁。需要建立一套动态的环境监控体系，对其污染指标进行监测。同时建立经济补偿制度对受到危害的居民进行合理的补偿。1.2提出问题（1）分析数据，考虑7种污染物浓度分布，进行定量分析；（2）分析污染物的传播特性，建立污染源大气污染物实时推算模型，模拟污染源扩散方式；（3）根据现有国家环境空气质量标准，进行划分区域补偿，完善其周围居民风险承担经济补偿方案。二、问题分析2.1 问题一的分析从垃圾焚烧厂周边环境视角出发的环境动态监测体系，问题一要求我们要建立垃圾焚烧厂环境影响动态监控评估方法，所以我们可以从动态监控这个点入手，动态监控在我看来就是因为政府以及焚烧厂厂家不可能在所需要监控的所有位置都设立监测站，所以，我们就需要一个模型，来准确的帮助推测出我们所需监控的所有位置的环境情况。而问题一中的垃圾焚烧厂周边所需要监控的就是污染物的浓度，比如颗粒物（烟尘），SO2，NOx 。通过题目中垃圾焚烧厂的运作情况入手，结合题目所给数据，考虑风向，风力，焚烧炉所在处的地形地貌等因素，运用数学计算的方法，推算出所需监控的所有位置的污染物影响情况。所以，我们提出了一个大气污染物实时推算模型（APRC）。2.2 问题二的分析当污染物浓度超过排放标准时，在问题一的模型基础上，我们从居民的角度出发，通过居住区的边境线，以及污染物浓度值达到标准的相等线，从而确定赔偿区域。然后利用问题一所建立的APRC模型来求得各个赔偿区域内的浓度或者浓度相等线，然后再结合题中给出的焚烧炉在线监测数据，来考虑根据出现灾害时的浓度和国家规定浓度的关系来确认索赔方案，所以需要建立一个大气污染物影响综合评定模型（APCA）。三、模型假设3.1模型假设问题一(1)污染物的浓度在y、z轴上的分布是高斯分布（正态分布）的；?(2)污染源的源强是连续且均匀的，初始时刻云团内部的浓度、温度呈均匀分布；?(3)扩散过程中不考虑云团内部温度的变化，忽略热传递、热对流及热辐射；(4)泄漏气体是理想气体，遵守理想气体状态方程；(5)在水平方向，大气扩散系数呈各向同性；?(6