第四章 理想条件下空气污染物散布的模式处理幻灯片.ppt

* 为了表征空气污染物的被清除的快慢，可以定义一个半衰期或称半生命期( )的特征时间，意即由于清除或迁移作用使空气污染物浓度衰减为原来浓度的一半所需的时间。 由此可得： * §4.6 各种条件下的扩散计算 * 4.6.1 封闭型扩散 * 扩散被局限在地面和上部逆温层底之间，具有两个反射面的特征。应用像源法可以导出封闭型扩散公式，实源在两个反射面的另一侧等距离处都能成像 * （3.215） * 实际工作中按三个阶段作简化处理 近距离(xxD)：烟流的上界还没有触及逆温层底部，即逆温层尚未影响到污染物的扩散，仍采用Gauss公式 * 远距离(xxu)：污染物经过两个界面的多次反射在垂直方向为均匀分布，但在横风向仍属于Gauss分布。此时污染物散布的公式 离源距离x在xDxxu之间，地面浓度采用内差的方法 * 4.6.2 熏烟型扩散 晴夜，地面辐射冷却形成自地面向上的逆温层，其上部仍为递减状态。 日出后，地面受太阳照射增温，夜间形成的逆温层自下而上逐渐消失，底部变成中性或不稳定层结。 原来积聚于稳定层结中的污染物，一方面由于上部仍有未消散完全的逆温层，污染物的扩散受抑制； * 另一方面由于下部逆温层消失一定高度后变为在中性或不稳定层结垂直混合到地，从而形成熏烟型污染。 发生污染时，污染的范围较小，时间较短，但可以造成很高的地面浓度。 * * 熏烟扩散的三种形式： 1）逆温破坏，出现热对流，形成的混合层 2）城市热岛效应生成城市混合层 3）水陆交接地区岸上热力内边界层 * 熏烟型扩散与封闭型扩散的不同 1) 熏烟型扩散的烟流原先处于稳定层结中，随后污染物由积聚到熏蒸到地；而封闭型扩散烟流原先处于不稳定层结内，污染物并无积聚，对地面影响较轻。 2) 熏烟型扩散过程持续的时间很短暂，而封闭型扩散过程往往持续相当长的时间。 3) 熏烟型扩散过程造成的地面污染物高浓度落地点范围窄小，但离源距离变化很大，视逆温强度、平均风速等而定；封闭型扩散过程造成的范围较大，影响相对稳定。 * 4.6.3 微风扩散 微风逆温条件下的扩散有两个重要特性： 1).垂直和水平扩散有明显差异，不能划分在同一稳定度类别，应分别处理。 2).微风时风向不稳定，常伴有缓慢的大幅度的气流偏转，可能造成较大的水平扩散。 * 4.6.4 准静风烟团模式 该情况下扩散处理需考虑 x方向的扩散 扩散参数随时间变化而且水平扩散增大 风场随时间变化，还需考虑大湍涡的作用 * 4.6.5 长期平均浓度的计算 运用高斯模式计算的都是准定常条件下，假定风向风速和稳定度状况不随时间变化的。因此只适合于短时间，如1小时平均浓度估算。 计算长时间的浓度，如月、季、年平均浓度，不能再把风向风速和稳定度视为不变的量了。 假设在计算时段内污染源为定常，只考虑气象条件的变化既可。 * 大气清除过程、干沉积、湿沉积 高斯烟流扩散公式的修正形式 斯托克斯公式 偏斜烟流模式 有效源强法 干沉积速度的理论计算 清除系数、清洗比、污染物滞留时间 封闭型扩散和熏烟型扩散 * 干沉积 定义为那些使污染物质在地面被消除的过程。物质垂直向下的通量可用一个称之为沉积速度的经验参数 乘上某高度 的物质浓度。 * 沉积速度 与以下诸因素有关： (1)被清除的粒子种类或物质； (2)表征近地面层状态的特性的气象参数； (3)地面本身的性质。 * 对地面的湿通量是自空中所有体积单元湿清除之和。 * 根据此定义湿沉积速度 如果正被清除的物质在厚度为H的一层里垂直分布是均匀的 * 定义冲洗比(washout ratio) 湿沉积速度与冲洗比之间有关系 ？ * 二 高斯烟流扩散公式的修正形式 经修正的高架连续点源高斯烟流扩散公式: 大粒子重力沉降 地面反射系数 半衰期 随距离变化 * 大粒子重力沉降的影响。 下垫面反射系数。 污染物半衰期时间。 源项随距离x的变化 * 三 干沉积-下垫面清除 1.大粒子的重力沉降 大气中各种处于气溶胶状态的粒子污染物有一定的尺度分布，对于粒径大于10μm的大粒子在大气中运动时会产生重力沉降。 * 对于粒径20—60 μm范围的粒子，粘滞性不大的情况下，可采用斯托克斯公式计算它们的末速度 ，其大小与粒子的密度 有关，即有 粒子半径 空气动力 粘滞系数 空气 密度 * 对于粒径更大的粒子，须对斯托克斯公式修正 对粒径200 μm的粒子，其沉降速度100cm/s，可按弹道计算。 对粒子沉降速度在100cm/s，粒径200 μm ，可采用偏斜烟流模式处理，修改高斯扩散公式，考虑重力沉降的影响。 * * 当考虑以下斜烟流轴线为基准的扩散时，有 * 考虑地面反射作用 * 2