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大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)12/22/20221大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)12/17/20221概述環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查與評(píng)價(jià)大氣環(huán)境質(zhì)量預(yù)測(cè)大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)實(shí)例2概述2概述一、基本任務(wù)定量地評(píng)價(jià)擬建項(xiàng)目建設(shè)前大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀,識(shí)別對(duì)大氣環(huán)境的哪些質(zhì)量參數(shù)產(chǎn)生影響,預(yù)測(cè)建設(shè)項(xiàng)目投產(chǎn)后大氣污染指數(shù)的變化,解釋污染物質(zhì)在大氣中的輸送、擴(kuò)散和變化的規(guī)律,提出建設(shè)項(xiàng)目污染源的控制治理對(duì)策。3概述一、基本任務(wù)3二、工作程序(“三三制”)準(zhǔn)備階段正式工作階段報(bào)告書的編寫預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)調(diào)查氣象條件污染源環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀4二、工作程序(“三三制”)正式工作階段報(bào)告書的編寫預(yù)測(cè)評(píng)污染氣象及大氣擴(kuò)散規(guī)律5污染氣象及大氣擴(kuò)散規(guī)律5
三、評(píng)價(jià)工作的分級(jí)依據(jù):污染物排放量、周圍地形的復(fù)雜程度(平原、復(fù)雜)、大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Pi/(m3/h)Pi>=2.5×1092.5×109>Pi>=2.5×108Pi<2.5×108復(fù)雜地形一二三平原二三三評(píng)價(jià)工作分級(jí)式中:Pi--------等標(biāo)排放量,m3/h;Qi------單位時(shí)間排放量,t/h;coi--------《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB3095-1996中1h平均取樣失檢的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)濃度限制。
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三、評(píng)價(jià)工作的分級(jí)依據(jù):污染物排放量、周圍地形的復(fù)雜程
四、評(píng)價(jià)工作范圍的確定主要依據(jù)項(xiàng)目的評(píng)價(jià)級(jí)別確定一般可取項(xiàng)目主要污染源為評(píng)價(jià)區(qū)的中心,以主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)檩S,按正方形或矩形劃定評(píng)價(jià)區(qū)的范圍。若無(wú)明顯主導(dǎo)風(fēng)向,可取東西或南北為軸。評(píng)價(jià)級(jí)別一二三評(píng)價(jià)范圍16~20km10~14km4~6km注:平原取上限,復(fù)雜地形取下限
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四、評(píng)價(jià)工作范圍的確定主要依據(jù)項(xiàng)目的評(píng)價(jià)級(jí)別確定評(píng)環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查與評(píng)價(jià)內(nèi)容:自然環(huán)境狀況社會(huì)環(huán)境狀況污染源調(diào)查污染氣象條件大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查與評(píng)價(jià)
8環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查與評(píng)價(jià)內(nèi)容:8自然環(huán)境狀況調(diào)查主要包括評(píng)價(jià)區(qū)域的地理、地形概況,土地利用情況和氣象概況社會(huì)環(huán)境狀況調(diào)查包括城市的總體發(fā)展規(guī)劃、環(huán)境功能區(qū)劃分以及評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)的環(huán)境敏感點(diǎn)的分布等9自然環(huán)境狀況調(diào)查9污染源調(diào)查1、污染因子的篩選首先,選擇該項(xiàng)目等標(biāo)排放量Pi較大的污染物為主要污染因子其次,考慮評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)已造成嚴(yán)重污染的污染物2、污染源調(diào)查的對(duì)象
一、二級(jí)評(píng)價(jià)項(xiàng)目:擬建項(xiàng)目污染源及評(píng)價(jià)區(qū)工業(yè)和民用污染源;三級(jí)評(píng)價(jià)項(xiàng)目:可只調(diào)查擬建項(xiàng)目的污染源10污染源調(diào)查10污染源調(diào)查(續(xù))3、污染源調(diào)查的內(nèi)容
排放位置:污染流程圖
排放強(qiáng)度:(技改項(xiàng)目“三本賬”)
排放方式:正常非正常無(wú)組織排放量排放源排放量點(diǎn)源面源11污染源調(diào)查(續(xù))正常非正常無(wú)組織排放量排放源排放量點(diǎn)源面源1污染氣象調(diào)查分析地面氣象資料
高空氣象資料(1500m以下)12污染氣象調(diào)查分析地面氣象資料12大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查1、現(xiàn)有例行檢測(cè)資料的分析
收集評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)及其界外區(qū)各例行大氣監(jiān)測(cè)點(diǎn)的近三年監(jiān)測(cè)資料,進(jìn)行如下統(tǒng)計(jì)分析:統(tǒng)計(jì)分析各點(diǎn)各取值周期的主要污染物濃度值;評(píng)價(jià)長(zhǎng)期濃度、短期濃度達(dá)標(biāo)情況和變化趨勢(shì);統(tǒng)計(jì)分析一定周期內(nèi),短期濃度的超標(biāo)率情況分析不同季節(jié)主要大氣污染物污染水平的變化情況13大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查13大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查(續(xù)1)2、大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目:篩選出污染因子作為監(jiān)測(cè)因子監(jiān)測(cè)布點(diǎn):原則:以功能區(qū)為主兼顧均布性數(shù)量:一級(jí),>10個(gè);二級(jí),≥6個(gè);三級(jí),1~3監(jiān)測(cè)制度:
一級(jí),不得少于二期(夏、冬);二級(jí),可取一期不利季節(jié),必要時(shí)也應(yīng)作二期;三級(jí)必要時(shí)一期監(jiān)測(cè)。每期監(jiān)測(cè)時(shí)間:一級(jí)不少于7天;二、三級(jí),全期至少監(jiān)測(cè)5天。監(jiān)測(cè)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析(實(shí)例)14大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查(續(xù)1)14大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)價(jià)目前采用比較直觀、簡(jiǎn)單的單項(xiàng)評(píng)價(jià)指數(shù)法15大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)價(jià)154.3大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)的內(nèi)容:預(yù)測(cè)小時(shí)平均和日平均的最大地面濃度和位置不利氣象條件下,評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)濃度分布及其出現(xiàn)的頻率評(píng)價(jià)區(qū)域年長(zhǎng)期平均濃度分布圖方法:
數(shù)學(xué)模型—高斯模型模擬試驗(yàn)164.3大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)的內(nèi)容:16高斯模式——導(dǎo)則中推薦假定條件:污染物穩(wěn)定且保守地面全反射,沒(méi)有沉降、吸收流場(chǎng)均勻定常平均風(fēng)速不能太小標(biāo)記粒子在Y、Z方向上均滿足正態(tài)分布預(yù)測(cè)模式及其適用條件17高斯模式——導(dǎo)則中推薦預(yù)測(cè)模式及其適用條件17一、連續(xù)點(diǎn)源煙流擴(kuò)散的高斯模型(標(biāo)準(zhǔn)型)-----y軸和z軸的擴(kuò)散參數(shù)(即標(biāo)準(zhǔn)差)
C(x、y、z)----下風(fēng)向某點(diǎn)(x、y、z)處的污染物濃度u----平均風(fēng)速(m/s);式中:Q----源強(qiáng)(mg/s);有很強(qiáng)的假定,限定條件多未考慮地面、地形條件氣象條件僅考慮風(fēng)速污染源空間位置沒(méi)有考慮等等需要進(jìn)行修正18一、連續(xù)點(diǎn)源煙流擴(kuò)散的高斯模型(標(biāo)準(zhǔn)型)二、考慮地面及源高的影響的高斯修正模型σy,σz—擴(kuò)散參數(shù)He—有效排放源高19二、考慮地面及源高的影響的高斯修正模型σy,σz—擴(kuò)散參數(shù)11、地面任一點(diǎn)(x,y,0)的濃度c(mg/m3)可按下式計(jì)算(一)考慮源高條件下201、地面任一點(diǎn)(x,y,0)的濃度c(mg/m3)可按下式計(jì)污染源下風(fēng)向地面軸線濃度公式為最大地面濃度及其位置21污染源下風(fēng)向地面軸線濃度公式為最大地面濃度及其位置21(二)不考慮源高的條件下(He=0)1、空間任意一點(diǎn)P(x,y,z)的濃度分布2、地面上任意一點(diǎn)P(x,y,0)的濃度分布(z=0)3、軸線上任意一點(diǎn)P(x,0,0)的濃度分布(z=0,y=0)22(二)不考慮源高的條件下(He=0)1、空間任意一點(diǎn)P(x,高斯模型適用的條件擴(kuò)散范圍不超過(guò)20km;地面是平坦、開(kāi)闊、均勻的地面10m高處的平均風(fēng)速≥1.5m/s在模擬的單元時(shí)間段里風(fēng)向、風(fēng)速、穩(wěn)定度基本不變23高斯模型適用的條件擴(kuò)散范圍不超過(guò)20km;23三、不利條件下的擴(kuò)散模型(氣象條件修正)1、薰煙模型式中:Li:抬升中混合層的高度(大氣邊界層高度);Li-H:混合層頂與煙云軸線的高差:薰煙條件下的側(cè)向擴(kuò)散參數(shù),據(jù)經(jīng)驗(yàn):24三、不利條件下的擴(kuò)散模型(氣象條件修正)式中:Li:抬升中混最大薰煙濃度和最近距離的估算,其模式為:式中:u:為穩(wěn)定層中的平均風(fēng)速;
Li:抬升中混合層的高度,
tm為混合層自hs升到的時(shí)間差;25最大薰煙濃度和最近距離的估算,其模式為:式中:
tm為混合2、靜風(fēng)模型靜風(fēng):10米高空上的風(fēng)速小于0.5m/s條件:假設(shè)污染物在360°范圍內(nèi)各個(gè)水平方向上等概率分布,在垂直方向上運(yùn)動(dòng)與有風(fēng)條件下的規(guī)律相同,它的模式為:式中:r為離高架源的距離(m),
u為平均的水平散布速度,一般u=0.4m/s。262、靜風(fēng)模型式中:26四、顆粒物擴(kuò)散模式適用條件:
排氣筒排放的顆粒物粒徑﹥15μm的污染物,地面10m高處的平均風(fēng)速﹥1.5m/s,平坦地形,在模擬單元的時(shí)間段里風(fēng)向、風(fēng)速、穩(wěn)定度基本不變,污染物通過(guò)某種裝置排放。需要的調(diào)查資料:污染源資料:排放位置、源強(qiáng)以及排放方式氣象資料:風(fēng)向、風(fēng)速和穩(wěn)定度27四、顆粒物擴(kuò)散模式27顆粒物擴(kuò)散模式公式式中:Cp—地面濃度,mg/m3;α—塵粒子的地面反射系數(shù)(可查得);Vg—塵粒子沉降速度28顆粒物擴(kuò)散模式公式式中:28五、高斯模型對(duì)不同形式源的應(yīng)用線源污染的預(yù)測(cè)有限線源無(wú)限線源連續(xù)面源污染的預(yù)測(cè)29五、高斯模型對(duì)不同形式源的應(yīng)用線源污染的預(yù)測(cè)291、線源污染預(yù)測(cè)模式當(dāng)平均風(fēng)向與線源方向垂直,地面濃度分布計(jì)算公式分別為:a)有限長(zhǎng)線源QL為線源單位長(zhǎng)度的源強(qiáng);積分值能從正態(tài)概率表中查出。b)無(wú)限長(zhǎng)線源相應(yīng)的地面濃度分布計(jì)算公式為:301、線源污染預(yù)測(cè)模式QL為線源單位長(zhǎng)度的源強(qiáng);積分值能從正態(tài)2、連續(xù)面源污染預(yù)測(cè)
通過(guò)對(duì)點(diǎn)源模式按面積求積分或求和得到;地面濃度分布計(jì)算公式為:式中:QA--某面源單元的源強(qiáng);X0--等效點(diǎn)源的位置與面源中心的距離。312、連續(xù)面源污染預(yù)測(cè)式中:31表2
主要污染氣象觀測(cè)方法及大氣擴(kuò)散模式名稱方法與模式常用方法和模式大氣擴(kuò)散參數(shù)平衡球法、照相法、雙向風(fēng)標(biāo)法、激光雷達(dá)掃描法、風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)法、國(guó)標(biāo)法國(guó)標(biāo)法、平衡球大氣穩(wěn)定度Ri法、
rd法、M—O法、uk法、P—T法、煙流形狀法等P—T法混合層高度
rd法、國(guó)標(biāo)法、羅氏法國(guó)標(biāo)法風(fēng)廓線雙經(jīng)緯儀法、國(guó)標(biāo)法、系留氣球國(guó)標(biāo)法、雙經(jīng)緯儀法逆溫低空探測(cè)儀法低空探測(cè)儀法(逆溫)有風(fēng)模式高斯煙流模式高斯煙流模式(有風(fēng))面源模式箱模式、窄煙云模式、后退電源模式后退點(diǎn)源模式靜風(fēng)模式煙團(tuán)模式、360度均勻分布模式煙團(tuán)模式顆粒物模式部分反射模式、源損耗模式、傾斜煙云模式傾斜煙云模式非正常模式煙團(tuán)模式煙團(tuán)模式山區(qū)模式峽谷模式、箱模式、艾根模式艾根模式日平均濃度保證率法、典型日法、換算法典型日法環(huán)境容量A—P法、煙團(tuán)軌跡、ADMS—城市、ISC—AERMOD、環(huán)評(píng)助手A—P法32表2
主要污染氣象觀測(cè)方法及大氣擴(kuò)散模式方法與模式常用方法六、高斯模型中計(jì)算參數(shù)的確定煙氣抬升高度的計(jì)算(P119-120)大氣擴(kuò)散參數(shù)(σy、σz)(P115-118)
參數(shù)的時(shí)間修正公式為:那么1小的σy參數(shù)為其中q為時(shí)間稀釋指數(shù),有下表可查(τ為取樣時(shí)間):適用時(shí)間范圍(h)q1≤τ<1000.30.5<τ<10.233六、高斯模型中計(jì)算參數(shù)的確定煙氣抬升高度的計(jì)算(P119-14.4大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)計(jì)算評(píng)價(jià)指數(shù)和污染分擔(dān)率建設(shè)項(xiàng)目的廠址和總圖布置的評(píng)價(jià)污染源評(píng)價(jià)分析超標(biāo)時(shí)的氣象條件評(píng)價(jià)大氣環(huán)境質(zhì)量影響確定分擔(dān)率環(huán)境保護(hù)對(duì)策344.4大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)計(jì)算評(píng)價(jià)指數(shù)和污染分擔(dān)率341、計(jì)算評(píng)價(jià)指數(shù)和污染分擔(dān)率
評(píng)價(jià)指數(shù)Ii的定義如下:
式中:ci——某種污染因子不同取樣時(shí)間的濃度預(yù)測(cè)值,mg/m3; coi——大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),mg/m3。Ii≥1為超標(biāo),否則為未超標(biāo),注:應(yīng)根據(jù)預(yù)測(cè)的各污染因子的濃度分布圖,指明其超標(biāo)區(qū)或Ii最大值區(qū)(未超標(biāo)時(shí))的位置、面積、Ii的變化范圍和平均值,以及超標(biāo)區(qū)的功能特點(diǎn)。一次取樣濃度超標(biāo)時(shí),應(yīng)估計(jì)其季(期)或年的超標(biāo)小時(shí)數(shù)或頻率值。季(期)、年按其平均濃度值是否超標(biāo)計(jì)算。351、計(jì)算評(píng)價(jià)指數(shù)和污染分擔(dān)率評(píng)價(jià)指數(shù)Ii的定義如下:351、計(jì)算評(píng)價(jià)指數(shù)和污染分擔(dān)率(續(xù))污染分擔(dān)率Kij
式中:cij——i類污染因子的第j類(或個(gè))源在同一接收點(diǎn)上所產(chǎn)生的地面濃度,mg/m3;
ci——某種污染因子不同取樣時(shí)間的濃度預(yù)測(cè)值,mg/m3。
應(yīng)給出各計(jì)算點(diǎn)(包括關(guān)心點(diǎn))的Kij值以及超標(biāo)區(qū)、各功能區(qū)和全評(píng)價(jià)區(qū)的Kij平均值。361、計(jì)算評(píng)價(jià)指數(shù)和污染分擔(dān)率(續(xù))污染分擔(dān)率Kij362、建設(shè)項(xiàng)目的廠址和總圖布置的評(píng)價(jià)
根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目各主要污染因子的全部排放源在評(píng)價(jià)區(qū)的超標(biāo)區(qū)(或Ii值的最大區(qū)域)中或關(guān)心點(diǎn)上的污染分擔(dān)率Kij,同時(shí)結(jié)合評(píng)價(jià)區(qū)的環(huán)境特點(diǎn)、工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀和發(fā)展規(guī)劃,以及環(huán)境質(zhì)量水平和可能的改造措施等因素,從大氣環(huán)保角度,對(duì)廠址選擇是否合理,提出評(píng)價(jià)和建議。根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目各類(如點(diǎn)、面源;各分廠或車間等)和各個(gè)(點(diǎn)源)污染源在評(píng)價(jià)區(qū)(主要指超標(biāo)區(qū)和關(guān)心點(diǎn))以及本項(xiàng)目的廠區(qū)、辦公區(qū)、職工生活區(qū)的污染分擔(dān)率,同時(shí)結(jié)合環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等其它因素,對(duì)總圖布置從大氣環(huán)保角度提出評(píng)價(jià)和建議。372、建設(shè)項(xiàng)目的廠址和總圖布置的評(píng)價(jià)根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目各主要污染因2、建設(shè)項(xiàng)目的廠址和總圖布置的評(píng)價(jià)(續(xù))如果在該評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)有幾種廠址選擇的方案或總圖布置方案,則應(yīng)給出各種方案的預(yù)測(cè)結(jié)果(包括濃度分布圖和污染分擔(dān)率),再結(jié)合環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等方面的各種因素,全面權(quán)衡利弊,從大氣環(huán)保角度,提出最佳選擇方案的建議。382、建設(shè)項(xiàng)目的廠址和總圖布置的評(píng)價(jià)(續(xù))如果在該評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)有幾3、污染源評(píng)價(jià)
根據(jù)各污染因子和各類(或個(gè))污染源在超標(biāo)區(qū)或關(guān)心點(diǎn)上的Ii及Kij值,確定主要污染因子和主要污染源,以及各污染因子和污染源對(duì)污染貢獻(xiàn)大小的次序。對(duì)主要污染物或主要污染源的原設(shè)設(shè)計(jì)方案(源高、源強(qiáng)、工藝流程、綜合利用措施和治理技術(shù)等)從大氣環(huán)保角度,提出評(píng)價(jià)和建議。必要時(shí),進(jìn)行不同方案的預(yù)測(cè)和最佳方案的選擇。
393、污染源評(píng)價(jià)根據(jù)各污染因子和各類(或個(gè))污染源在超標(biāo)區(qū)或4、分析超標(biāo)時(shí)的氣象條件
根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果分析出現(xiàn)超標(biāo)時(shí)的氣象條件。給出其中的主要影響因素以及這些因素的出現(xiàn)時(shí)間、強(qiáng)度、周期和頻率。對(duì)于擴(kuò)建項(xiàng)目,如已有污染因子的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),可結(jié)合同步觀測(cè)的氣象資料,分析其超標(biāo)時(shí)的氣象條件。404、分析超標(biāo)時(shí)的氣象條件根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果分析出現(xiàn)超標(biāo)時(shí)的氣象條5、評(píng)價(jià)對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量影響
根據(jù)評(píng)價(jià)或分析結(jié)果,結(jié)合調(diào)查中的各項(xiàng)資料,全面分析建設(shè)項(xiàng)目最終選擇的設(shè)計(jì)方案(一種或幾種)對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量的影響,并給出這一影響的綜合性估計(jì)和評(píng)價(jià)。
415、評(píng)價(jià)對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量影響根據(jù)評(píng)價(jià)或分析結(jié)果,結(jié)合調(diào)查中的6、確定分擔(dān)率
如果條件具備,應(yīng)在當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門的主持下,根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目預(yù)計(jì)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益及預(yù)測(cè)的污染分擔(dān)率,評(píng)價(jià)區(qū)的大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及其改造和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃,當(dāng)?shù)氐牡乩淼匦魏蜌庀筇卣鞯纫蛩亟o出各污染因子的標(biāo)準(zhǔn)分擔(dān)率(該建設(shè)項(xiàng)目某一污染
因子的允許最大地面濃度占該因子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的百分比)。對(duì)于一級(jí)評(píng)價(jià)項(xiàng)目,必要時(shí)應(yīng)在對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)及其界外區(qū)域進(jìn)行更詳細(xì)的調(diào)查和預(yù)測(cè)之后,按總量控制的原則,提出比較合理的標(biāo)準(zhǔn)分擔(dān)率。
426、確定分擔(dān)率如果條件具備,應(yīng)在當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門的主持下,根據(jù)7、環(huán)境保護(hù)對(duì)策制定的環(huán)境保護(hù)對(duì)策應(yīng)力求減輕建設(shè)項(xiàng)目對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量的不良影響,并使環(huán)境效益、社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到統(tǒng)一。環(huán)境保護(hù)對(duì)策的內(nèi)容,建議包括以下幾個(gè)方面:改變?cè)剂辖Y(jié)構(gòu)
改進(jìn)生產(chǎn)工藝;對(duì)重點(diǎn)污染源加強(qiáng)環(huán)保治理(應(yīng)提出具體治理方案);加強(qiáng)能源、資源綜合利用;重點(diǎn)污染源的合理煙囪高度選擇;437、環(huán)境保護(hù)對(duì)策制定的環(huán)境保護(hù)對(duì)策應(yīng)力求減輕建設(shè)項(xiàng)目對(duì)大氣環(huán)7、環(huán)境保護(hù)對(duì)策(續(xù))無(wú)組織排放的控制途徑;區(qū)域污染物排放的總量控制;當(dāng)?shù)赝恋氐暮侠砝没蛘{(diào)整;廠區(qū)及評(píng)價(jià)區(qū)的綠化,必要時(shí)可提出防護(hù)林帶的設(shè)置方案;環(huán)境監(jiān)測(cè)大綱的建議,包括監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、監(jiān)測(cè)布點(diǎn)方案、監(jiān)測(cè)制度的確定、監(jiān)測(cè)資料的統(tǒng)計(jì)分析要點(diǎn)等;關(guān)于生產(chǎn)管理制度的建議。447、環(huán)境保護(hù)對(duì)策(續(xù))無(wú)組織排放的控制途徑;444545應(yīng)用實(shí)例某鋼鐵廠技改工程大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)12/22/202246應(yīng)用實(shí)例某鋼鐵廠技改工程大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)12/17/2022工程概況生產(chǎn)鋼材能力由15萬(wàn)t/a增加到30萬(wàn)t/a需完成轉(zhuǎn)爐煉鋼、電爐煉鋼等系統(tǒng)的擴(kuò)建和技術(shù)改造,廢氣排放量將增加廠址位于城市東面,距城區(qū)中心7km,地形為河谷盆地,地質(zhì)結(jié)構(gòu)為風(fēng)成黃土屬溫帶半干旱氣候,干旱而寒冷,溫差大、降水少47工程概況生產(chǎn)鋼材能力由15萬(wàn)t/a增加到30萬(wàn)t/a47評(píng)價(jià)等級(jí)及范圍的確定技改工程主要污染物為TSP、SO2,TSP排放量為4580t/a,SO2排放量為1210t/a根據(jù)評(píng)價(jià)等級(jí)確定公式,計(jì)算得到PTSP=1.74×109,PSO2=2.75×108,故評(píng)價(jià)級(jí)別為三級(jí)?二級(jí)?評(píng)價(jià)范圍根據(jù)級(jí)別及周圍實(shí)際情況選擇6×5km。48評(píng)價(jià)等級(jí)及范圍的確定技改工程主要污染物為TSP、SO2,T工程分析電爐煉鋼工藝流程:鋼鐵料、合金料熔化氧化扒渣還原澆鑄在熔化、氧化、還原階段均有廢氣排放,主要是煙塵、SO2、CO、CO2、氟化物等轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝流程:礦石、石灰、鐵水、氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼煉鋼、煉鐵階段有廢氣外排,主要是煙塵、SO2、CO等49工程分析電爐煉鋼工藝流程:鋼鐵料、合金料熔化污染源情況現(xiàn)有廢氣污染源廢氣排放總量14.43×108m3/a,其中煙塵5386t/a,SO2707.17t/a,NOX123t/a,CO638t/a。根據(jù)污染源調(diào)查,主要污染物為煙塵、SO2,主要污染源是轉(zhuǎn)爐車間,其等標(biāo)污染負(fù)荷分擔(dān)率為36%,其次為電爐車間,分擔(dān)率為23%。技改工程后,廢氣排放總量31×108m3/a,由于改造布袋除塵治理設(shè)施,煙塵排放量4580t/a,SO21210t/a。50污染源情況現(xiàn)有廢氣污染源廢氣排放總量14.43×108大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)以轉(zhuǎn)爐車間為中心,東西向各3km,南北向各2.5km范圍內(nèi)布點(diǎn),設(shè)7個(gè)采樣點(diǎn),廠區(qū)2個(gè),廠生活區(qū)1個(gè),市區(qū)3個(gè),對(duì)照點(diǎn)1個(gè),監(jiān)測(cè)項(xiàng)目:TSP、SO2、CO、NOX、HF采用GB3095-1996二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)結(jié)果表明廠區(qū)空氣質(zhì)量差,生活區(qū)、城區(qū)尚可51大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)以轉(zhuǎn)爐車間為中心,東西向各3km,南大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)內(nèi)容1h和日平均取樣時(shí)間地面最大濃度和位置不利氣象條件下,評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)濃度分布圖及其出現(xiàn)頻率評(píng)價(jià)區(qū)年平均濃度分布圖預(yù)測(cè)因子:TSP、SO252大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)內(nèi)容52評(píng)價(jià)區(qū)網(wǎng)格化以煉鋼車間為中心5km×5km范圍500m×500m為1個(gè)計(jì)算網(wǎng)格53評(píng)價(jià)區(qū)網(wǎng)格化以煉鋼車間為中心5km×5km范圍53氣象數(shù)據(jù)的處理根據(jù)氣象資料歸納出評(píng)價(jià)區(qū)年、季,風(fēng)向、風(fēng)速、穩(wěn)定度聯(lián)合頻率分布風(fēng)向NNNENE…NWNNW靜風(fēng)降水頻率風(fēng)速穩(wěn)定度0-1.5A、B、CDE、F1.5-3.03.0-5.0>5.054氣象數(shù)據(jù)的處理根據(jù)氣象資料歸納出評(píng)價(jià)區(qū)年、季,風(fēng)向、風(fēng)速、穩(wěn)氣象數(shù)據(jù)的處理及源項(xiàng)的處理收集全年不利(逆溫)氣象條件參數(shù)污染源處理源高小于30m及無(wú)組織排放源作為面源30m以上排氣筒安高架源處理55氣象數(shù)據(jù)的處理及源項(xiàng)的處理收集全年不利(逆溫)氣象條件參數(shù)5預(yù)測(cè)模型及方法采用高斯模式擴(kuò)散參數(shù)根據(jù)相關(guān)表格查得(導(dǎo)則)有效源高:面源按冷排放考慮,高架源要考慮抬升,抬升高度按GB3840-83規(guī)定的方法計(jì)算預(yù)測(cè)結(jié)果:將短期濃度監(jiān)測(cè)時(shí)的氣象條件用于預(yù)測(cè)模型的計(jì)算,根據(jù)建設(shè)工程的污染源,計(jì)算出相同條件下的預(yù)測(cè)濃度,與現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相疊加。56預(yù)測(cè)模型及方法采用高斯模式56評(píng)價(jià)結(jié)果需給出以下圖件主導(dǎo)風(fēng)向下各大氣穩(wěn)定類型的大氣環(huán)境質(zhì)量狀況短期預(yù)測(cè)分布圖月、季、年平均大氣環(huán)境質(zhì)量狀況長(zhǎng)期預(yù)測(cè)分布圖各大氣穩(wěn)定類型下主要評(píng)價(jià)因子TSP、SO2的最大落地濃度值及距離季、年最大落地濃度的平均值及平均距離等57評(píng)價(jià)結(jié)果需給出以下圖件57濃度等值線圖58濃度等值線圖58評(píng)價(jià)結(jié)果技改后,評(píng)價(jià)區(qū)各測(cè)點(diǎn)SO2夏、冬季日平均濃度值達(dá)到GB3095-1996二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。TSP總排放量減少,日平均值在評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)較監(jiān)測(cè)時(shí)降低0.18-0.31mg/m3。但由于煉鋼區(qū)本底TSP超標(biāo),項(xiàng)目技改后仍將超標(biāo)。59評(píng)價(jià)結(jié)果技改后,評(píng)價(jià)區(qū)各測(cè)點(diǎn)SO2夏、冬季日平均濃度值達(dá)到G大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)應(yīng)用實(shí)例某鋼鐵廠技改工程大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)(簡(jiǎn)介)12/22/202260大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)應(yīng)用實(shí)例某鋼鐵廠技改工程大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)(簡(jiǎn)內(nèi)容提綱項(xiàng)目簡(jiǎn)介評(píng)價(jià)等級(jí)和范圍工程分析環(huán)境調(diào)查影響預(yù)測(cè)影響評(píng)價(jià)12/22/202261內(nèi)容提綱項(xiàng)目簡(jiǎn)介12/17/2022611.項(xiàng)目簡(jiǎn)介某鋼鐵廠原生產(chǎn)鋼材15萬(wàn)t/a,現(xiàn)計(jì)劃擴(kuò)展其生產(chǎn)能力到30萬(wàn)t/a。預(yù)計(jì)需完成轉(zhuǎn)爐煉鋼、電爐煉鋼等系統(tǒng)的擴(kuò)建和技術(shù)改造。其廢氣的排放量將增加,因而導(dǎo)致大氣污染加重,所以進(jìn)行該工程項(xiàng)目的大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)。該廠地處一大城市的東面,廠區(qū)距城區(qū)中心7km,地形為河谷盆地,地質(zhì)結(jié)構(gòu)為風(fēng)成黃土。氣候?qū)贉貛О敫稍鐨夂颍珊刀洌瑴夭畲?、降水少,冬季較長(zhǎng)。年平均氣溫6~9℃。12/22/2022621.項(xiàng)目簡(jiǎn)介某鋼鐵廠原生產(chǎn)鋼材15萬(wàn)t/a,現(xiàn)計(jì)劃擴(kuò)展其生2.評(píng)價(jià)等級(jí)和范圍
技改工程的主要污染物每年TSP排放量為4580t/a,SO2排放量為1201t/a。根據(jù)等標(biāo)排放量Pi劃分評(píng)價(jià)等級(jí),計(jì)算得評(píng)價(jià)等級(jí)為三級(jí)評(píng)價(jià)(PTSP=1.3×108),根據(jù)實(shí)際環(huán)境狀況選定廠中心6×5km為評(píng)價(jià)范圍。12/22/2022632.評(píng)價(jià)等級(jí)和范圍技改工程的主要污染物每年TSP排放量為3.工程分析(1)工藝流程及排放的污染物電爐煉鋼工藝流程為:鋼鐵料、合金料→熔化→氧化→扒渣→還原→澆鑄。在熔化、氧化、還原階段均有廢氣外排,主要是煙塵、SO2、CO、CO2、氟化物等。轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝流程為礦石、石灰、鐵水、氧氣→轉(zhuǎn)爐煉鋼。煉鋼、煉鐵階段有廢氣外排,主要是煙塵、SO2、CO等。12/22/2022643.工程分析(1)工藝流程及排放的污染物12/17/202(2)主要污染物、污染源及排放量現(xiàn)有廢氣污染源廢氣排放總量為14.43×108m3/a,其中煙塵排放量為5386t/a,SO2排放量為707.17t/a,NOx排放量為123t/a,CO排放量638t/a。另?yè)?jù)調(diào)查,主要污染物是煙塵、SO2,主要污染源是轉(zhuǎn)爐車間,其等標(biāo)污染負(fù)荷分擔(dān)率為36%,其次是電爐車間分擔(dān)率為23%。根據(jù)工程初步設(shè)計(jì)方案,計(jì)算得技改工程投產(chǎn)后,廢氣排放總量為31×108m3/a,由于改造布袋除塵治理措施,煙塵排放量為4580t/a(減少15%),SO2排放量1210t/a。12/22/202265(2)主要污染物、污染源及排放量12/17/2022654.環(huán)境調(diào)查現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)以轉(zhuǎn)爐車間為中心東西向3km,南北向各2.5km的范圍布點(diǎn),采用功能區(qū)與扇形布點(diǎn)相結(jié)合共設(shè)7個(gè)采樣點(diǎn),廠區(qū)2個(gè),廠生活區(qū)1個(gè),市區(qū)3個(gè),對(duì)照點(diǎn)1個(gè)(各監(jiān)測(cè)點(diǎn)圖)。評(píng)價(jià)采用上海大氣指數(shù):I上=評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采用GB3095-1996中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),并根據(jù)上海大氣質(zhì)量指數(shù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(見(jiàn)下表)。目前,它是最通用的大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)價(jià)的指數(shù)。12/22/2022664.環(huán)境調(diào)查現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)以轉(zhuǎn)爐車間為中心東西向3km,南北向各各監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布圖城區(qū)廠區(qū)北12/22/202267各監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布圖城廠區(qū)北12/17/202267上海大氣污染指數(shù)分級(jí)分級(jí)清潔輕污染中污染重污染極重污染I上<0.60.6~11~1.91.9~2.8>2.8大氣污染水平清潔大氣污染指數(shù)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)警戒水平警告水平緊急水平12/22/202268上海大氣污染指數(shù)分級(jí)分級(jí)清潔輕污染中污染重污染極重污染I上<評(píng)價(jià)區(qū)現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)及評(píng)價(jià)結(jié)果采樣點(diǎn)采樣項(xiàng)目濃度/(mg/m3,日平均)評(píng)價(jià)指數(shù)I上污染狀況TSPS02NOxHFCO1(對(duì)照點(diǎn))2(煉鋼區(qū))3(軋鋼區(qū))4(生活區(qū))5(市區(qū)東)6(市區(qū)北)7(市區(qū)南)0.541.340.960.890.710.450.740.0660.0830.0720.0310.0650.0280.0840.0340.0690.0580.0410.050.0270.0570.00650.00630.00680.00620.00770.00570.00811.521.882.041.641.61.21.640.782.471.911.71.50.961.01輕污染重污染重污染中等污染中等污染輕污染中等污染從上表可見(jiàn),煉鋼區(qū)污染最重,生活區(qū)、城區(qū)基本為中等污染。根據(jù)7個(gè)測(cè)點(diǎn)5種污染物單項(xiàng)質(zhì)量指數(shù)值比較,它們?cè)斐纱髿馕廴境潭鹊拇涡蚴牵篢SP、HF、NOx、SO2。12/22/202269評(píng)價(jià)區(qū)現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)及評(píng)價(jià)結(jié)果采樣點(diǎn)采樣項(xiàng)目濃度/(mg/m3,日5.影響預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)內(nèi)容(根據(jù)評(píng)價(jià)大綱選擇污染物排放量大的TSP、SO2為預(yù)測(cè)因子):1h和日平均取樣時(shí)間地面最大濃度和位置不利氣象條件下,評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)的濃度分布圖及其出現(xiàn)頻率評(píng)價(jià)區(qū)年平均濃度分布圖(1)評(píng)價(jià)區(qū)網(wǎng)格化:以煉鋼車間為中心5km×5km見(jiàn)方面積,500m×500m正方形為1個(gè)計(jì)算網(wǎng)格。(2)氣象參數(shù)的處理:根據(jù)氣象資料歸納出評(píng)價(jià)區(qū)年季,風(fēng)向、風(fēng)速、穩(wěn)定度聯(lián)合頻率分布(見(jiàn)下表)12/22/2022705.影響預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)內(nèi)容(根據(jù)評(píng)價(jià)大綱選擇污染物排放量大的TS評(píng)價(jià)區(qū)年風(fēng)向、風(fēng)速、穩(wěn)定度聯(lián)合頻率分布表風(fēng)向NNNENE……NWNNW靜風(fēng)降雨頻率風(fēng)速/(m/s)穩(wěn)定度≤1.5A、B、C0.370.330.96……0.300.5612.610.35D0.320.150.29……0.260.1316.62E、F0.220.150.59……0.070.2239.551.5~3.0A、B、C0.230.410.05……0.30.430D0.290.220.5……0.280.130E、F0.230.20.56……0.170.0603.1~5.0A、B、C0.030.030.04……0.040.110D0.060.060.06……0.080.040E、F0.040.040.04……0.0300>5.0A、B、C0.110.060.15……0.0300D0.260.340.23……0.100.130E、F0.100.060.04……00012/22/202271評(píng)價(jià)區(qū)年風(fēng)向、風(fēng)速、穩(wěn)定度聯(lián)合頻率分布表風(fēng)向NNNENE……另外,需收集全年不利(逆溫)氣象條件參數(shù)。污染源參數(shù)分類為將評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)30m以下的源及無(wú)組織排放作為面源處理,30m以上的排氣筒按高架源處理(數(shù)據(jù)略)。(3)預(yù)測(cè)模型及方法預(yù)測(cè)采用高斯模式。①擴(kuò)散參數(shù)選?。翰楸砬笏悖ㄈ訒r(shí)間為0.5h)。②有效源高的確定:面源按冷排放考慮,忽略熱力抬升高度;高架源按熱排放考慮,其有效排煙高度為:He=H+ΔH式中:He——有效源高,m;H——煙囪幾何高度,m;ΔH——抬升高度,m。抬升高度按國(guó)標(biāo)GB3840-83《制定地方大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)原則和方法》中規(guī)定的模式計(jì)算。12/22/202272另外,需收集全年不利(逆溫)氣象條件參數(shù)。污染源參數(shù)分類為將(4)預(yù)測(cè)結(jié)果工程建成后的大氣中污染物濃度是:將短期濃度監(jiān)測(cè)時(shí)的氣象條件用于預(yù)測(cè)模型的計(jì)算,根據(jù)建設(shè)工程的污染源(轉(zhuǎn)爐、電爐煉鋼車間等),計(jì)算出與現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)相同條件下的預(yù)測(cè)濃度,再與監(jiān)測(cè)點(diǎn)的現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)疊加。即:
Ci=Cpi+Cbi12/22/202273(4)預(yù)測(cè)結(jié)果12/17/202273評(píng)價(jià)需繪出的各種圖有:主導(dǎo)風(fēng)向下各大氣穩(wěn)定類型的大氣環(huán)境質(zhì)量狀況短期預(yù)測(cè)分布圖月、季、年平均大氣環(huán)境質(zhì)量狀況長(zhǎng)期預(yù)測(cè)分布圖各大氣穩(wěn)定度類型下主要評(píng)價(jià)因子TSP、SO2的最大落地濃度值和距離,主要評(píng)價(jià)因子TSP、SO2季、年最大落地濃度的平均值和平均距離如下面兩圖(僅為部分略圖)12/22/202274評(píng)價(jià)需繪出的各種圖有:12/17/202274D類穩(wěn)定度下SO2小時(shí)預(yù)測(cè)濃度分布圖(左)冬季逆溫E、F類穩(wěn)定度下SO2小時(shí)預(yù)測(cè)濃度分布圖(右)12/22/202275D類穩(wěn)定度下SO2小時(shí)預(yù)測(cè)濃度分布圖(左)12/17/2026.影響評(píng)價(jià)鋼鐵廠投產(chǎn)后,在評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)各測(cè)點(diǎn)SO2夏、冬季的日平均值低于“大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值,單項(xiàng)評(píng)價(jià)指數(shù)在0.09~0.44。TSP因技改工程改造煙塵治理措施,總排放量減少,日平均值在評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)較監(jiān)測(cè)時(shí)會(huì)降低0.18~0.31mg/m3。因煉鋼區(qū)本底超標(biāo),項(xiàng)目建成后此區(qū)TSP仍將超標(biāo),但總的結(jié)果是評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)TSP污染將減輕。12/22/2022766.影響評(píng)價(jià)鋼鐵廠投產(chǎn)后,在評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)各測(cè)點(diǎn)SO2夏、冬季的第五章大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)AirEnvironmentImpactAssessment12/22/202277第五章大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)AirEnvironmentI本章內(nèi)容大氣環(huán)境污染與大氣擴(kuò)散大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)開(kāi)發(fā)行為對(duì)大氣環(huán)境的影響識(shí)別大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)12/22/202278本章內(nèi)容大氣環(huán)境污染與大氣擴(kuò)散12/17/202278第一節(jié)大氣環(huán)境污染與大氣擴(kuò)散大氣環(huán)境污染大氣擴(kuò)散過(guò)程12/22/202279第一節(jié)大氣環(huán)境污染與大氣擴(kuò)散大氣環(huán)境污染12/17/202一.大氣環(huán)境污染1.大氣污染源(種類、污染物排放量與源強(qiáng))2.大氣污染物(種類、大氣組成與空氣污染物成分)含硫化合物含氮化合物含碳化合物鹵代化合物放射性物質(zhì)和其他有毒物質(zhì)12/22/202280一.大氣環(huán)境污染1.大氣污染源(種類、污染物排放量與源強(qiáng)二.大氣擴(kuò)散過(guò)程1.大氣湍流2.
大氣穩(wěn)定度和污染3.影響大氣污染的其他因素風(fēng)輻射與云天氣形勢(shì)下墊面條件12/22/202281二.大氣擴(kuò)散過(guò)程1.大氣湍流12/17/2022812.大氣穩(wěn)定度概念指氣層的穩(wěn)定度,即大氣中某一高度上的氣團(tuán)在垂直方向上相對(duì)穩(wěn)定的程度受密度層結(jié)和溫度層結(jié)共同作用12/22/2022822.大氣穩(wěn)定度概念12/17/202282按照穩(wěn)定度將大氣分為:穩(wěn)定的大氣:當(dāng)大氣中某一氣塊在垂直方向上有一個(gè)小的位移,如果層結(jié)大氣使氣塊趨于回到原來(lái)的平衡位置,則稱層結(jié)是穩(wěn)定的,Γd>Γa
不穩(wěn)定的大氣:如果層結(jié)大氣使氣塊趨于繼續(xù)離開(kāi)原來(lái)位置,則稱層結(jié)是不穩(wěn)定的,Γd<Γa中性的大氣:介于上兩者之間,Γd=Γa研究大氣垂直遞減率用于判斷,氣塊穩(wěn)定情況,氣體垂直混合情況,考察污染物擴(kuò)散情況。12/22/202283按照穩(wěn)定度將大氣分為:12/17/202283未飽和空氣三種不同穩(wěn)定度100200300z/m26℃25℃24℃ΓA=0.8℃/100m<Γd25.8℃25℃24.2℃26℃25℃24℃ΓA=1℃/100m=Γd26℃25℃24℃26℃25℃24℃ΓA=1.2℃/100m>Γd26.2℃25℃23.8℃12/22/202284未飽和空氣三種不同穩(wěn)定度100200300z/m26℃25℃環(huán)形屋脊形熏煙形圓錐形扇形12/22/202285環(huán)形屋脊形熏煙形圓錐形扇形12/17/202285第二節(jié)大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)大氣擴(kuò)散基本計(jì)算公式實(shí)用模擬預(yù)測(cè)方法平原局地空氣質(zhì)量模式12/22/202286第二節(jié)大氣環(huán)境影響預(yù)測(cè)大氣擴(kuò)散基本計(jì)算公式12/17/20一.大氣擴(kuò)散基本計(jì)算公式在大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)的實(shí)際工作中,大氣擴(kuò)散計(jì)算通常以高斯大氣擴(kuò)散公式為主。高斯模式是一類簡(jiǎn)單實(shí)用的大氣擴(kuò)散模式。在均勻、定常的湍流大氣中污染物濃度滿足正態(tài)分布,由此可導(dǎo)出一系列高斯型擴(kuò)散公式。實(shí)際大氣不滿足均勻、定常條件,因此一般的高斯擴(kuò)散公式應(yīng)用于下墊面均勻平坦、氣流穩(wěn)定的小尺度擴(kuò)散問(wèn)題更為有效。12/22/202287一.大氣擴(kuò)散基本計(jì)算公式在大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)的實(shí)際1.連續(xù)點(diǎn)源煙流擴(kuò)散公式所有連續(xù)點(diǎn)源公式,包括應(yīng)用于各種特殊條件下的變形公式,僅適合于連續(xù)排放擴(kuò)散物質(zhì)且源強(qiáng)恒定的源。當(dāng)有風(fēng)時(shí)(u≥1.5m/s),可采用煙流擴(kuò)散公式。設(shè)地面為全反射體:12/22/2022881.連續(xù)點(diǎn)源煙流擴(kuò)散公式所有連續(xù)點(diǎn)源公式,包擴(kuò)散參數(shù)σy、σz通常表示成如下形式:最大地面濃度Cmax及出現(xiàn)距離:當(dāng),12/22/202289擴(kuò)散參數(shù)σy、σz通常表示成如下形式:最大地面濃度Cmax及當(dāng),且則,12/22/202290當(dāng),且12/172.有混合層反射的擴(kuò)散公式大氣邊界層常常出現(xiàn)這樣的鉛直溫度分布:低層是中性層結(jié)或不穩(wěn)定層結(jié),在離地面幾百米到1—2km的高度中存在一個(gè)穩(wěn)定的逆溫層,即上部逆溫,它使污染物的鉛直擴(kuò)散受到抑制。觀測(cè)表明,逆溫層底上下兩側(cè)的濃度通常相差5~10倍,污染物的擴(kuò)散實(shí)際上被限制在地面和逆溫層底之間。上部逆溫層或穩(wěn)定層底的高度稱為混合層高度(或厚度),用h表示。設(shè)地面及混合層全反射,連續(xù)點(diǎn)源的煙流擴(kuò)散公式如下:12/22/2022912.有混合層反射的擴(kuò)散公式大氣邊界層常常出現(xiàn)這樣的12/22/20229212/17/202292(1)當(dāng)σz<1.6hn=-4~4即可達(dá)到足夠的精度。(2)當(dāng)σz>1.6h濃度在鉛直方向已接近均勻分布,可按下式計(jì)算:12/22/202293(1)當(dāng)σz<1.6h12/17/2022933.熏煙擴(kuò)散公式高架連續(xù)點(diǎn)源排入穩(wěn)定大氣層中的煙流,在下風(fēng)向有效源高度上形成狹長(zhǎng)的高濃度帶。當(dāng)?shù)蛯釉鰷厥狗€(wěn)定氣層自下而上轉(zhuǎn)變成中性,或不穩(wěn)定層結(jié)擴(kuò)展到煙流高度時(shí),使煙流向下擴(kuò)散產(chǎn)生熏煙過(guò)程,造成地面高濃度。此時(shí)在熏煙高度zf以下濃度在鉛直方向接近均勻分布,地面濃度計(jì)算公式為:12/22/2022943.熏煙擴(kuò)散公式高架連續(xù)點(diǎn)源排入穩(wěn)定大氣層中的煙流,式中:12/22/20229512/17/202295當(dāng)穩(wěn)定氣層消退到煙流頂高度hf時(shí),全部擴(kuò)散物質(zhì)已經(jīng)向下混合,地面濃度公式為:12/22/202296當(dāng)穩(wěn)定氣層消退到煙流頂高度hf時(shí),全部擴(kuò)4.連續(xù)線源公式連續(xù)線源是指連續(xù)排放擴(kuò)散物質(zhì)的線狀源,其源強(qiáng)處處相等且不隨時(shí)間變化。在高斯型模式中,連續(xù)線源等于連續(xù)點(diǎn)源在線源長(zhǎng)度上的積分,其濃度公式為:式中:Ql——線源源強(qiáng),其單位為單位時(shí)間單位長(zhǎng)度排放的物質(zhì)量;f——表示連續(xù)點(diǎn)源濃度的函數(shù),可根據(jù)源高及有無(wú)混合層反射等情況選擇適當(dāng)?shù)谋磉_(dá)式。12/22/2022974.連續(xù)線源公式連續(xù)線源是指連續(xù)排放擴(kuò)散物質(zhì)的線對(duì)直線型線源等簡(jiǎn)單的情形則有:(1)線源與風(fēng)向垂直:取x軸與風(fēng)向一致,坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)于線源中點(diǎn),線源在y軸上的長(zhǎng)度為2y0。有地面全反射的濃度公式為:12/22/202298對(duì)直線型線源等簡(jiǎn)單的情形則有:12/17/20(2)無(wú)限長(zhǎng)線源(線源與風(fēng)成大于45度角)的地面濃度公式為:Φ為線源與風(fēng)的夾角12/22/202299(2)無(wú)限長(zhǎng)線源(線源與風(fēng)成大于45度角)的地面濃度公式5.連續(xù)面源公式源強(qiáng)恒定的面源稱為連續(xù)面源。對(duì)面源擴(kuò)散的處理方法主要有虛點(diǎn)源法和積分法等。虛點(diǎn)源法:設(shè)想每個(gè)面源單元上風(fēng)向有一個(gè)“虛點(diǎn)源”,它所造成的濃度效果與對(duì)應(yīng)的面源單元相當(dāng)??梢杂锰擖c(diǎn)源的濃度公式計(jì)算面源的濃度:12/22/20221005.連續(xù)面源公式源強(qiáng)恒定的面源稱為連續(xù)面源。對(duì)面源擴(kuò)散的處理12/22/202210112/17/2022101式中:QA———某面源單元的源強(qiáng),在虛點(diǎn)源法中,其單位與連續(xù)點(diǎn)源相同;x,y,z——計(jì)算點(diǎn)的坐標(biāo),坐標(biāo)原點(diǎn)位于面源中心在地面的垂直投影點(diǎn)上;xy,xz——虛點(diǎn)源向上風(fēng)向的后退距離。若有:
L為面源單元的邊長(zhǎng)。應(yīng)用同樣的原理,也可以用虛點(diǎn)源計(jì)算線源、體源造成的濃度。12/22/2022102式中:12/17/20221026.長(zhǎng)期平均濃度公式長(zhǎng)期平均濃度:在幾天、幾月或一年的長(zhǎng)時(shí)段內(nèi),各種風(fēng)向均可能出現(xiàn)。此時(shí)表示短時(shí)間煙流橫向散布的σy已不重要,可以用風(fēng)向頻率計(jì)算水平濃度公式。(1)簡(jiǎn)單的扇形公式:在任意角寬度為2π/n的扇形區(qū)內(nèi),連續(xù)點(diǎn)源的地面公式是:式中:f——在所平均的時(shí)段內(nèi)該扇形區(qū)風(fēng)向所占的成數(shù)。u,σz———應(yīng)取平均時(shí)段內(nèi)平均風(fēng)速和鉛直擴(kuò)散參數(shù)的平均值(例如,取D類穩(wěn)定度的σz)。12/22/20221036.長(zhǎng)期平均濃度公式長(zhǎng)期平均濃度:在幾天、幾月或一年的長(zhǎng)時(shí)段(2)聯(lián)合頻率計(jì)算公式:在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi),不同風(fēng)速和穩(wěn)定度影響濃度的權(quán)重并不相等。更精確的計(jì)算,應(yīng)該按照每一種風(fēng)向、風(fēng)速和穩(wěn)定度的頻率加權(quán)平均,此時(shí)的濃度公式為:式中:k、m、l——風(fēng)向、穩(wěn)定度和風(fēng)速等級(jí)的下標(biāo);ck、m、l——在每一個(gè)給定風(fēng)向、穩(wěn)定度和風(fēng)速時(shí)的濃度,可取相應(yīng)的高斯擴(kuò)散公式計(jì)算;φk、m、l——風(fēng)向、穩(wěn)定度和風(fēng)速的相對(duì)聯(lián)合頻率,即有:12/22/2022104(2)聯(lián)合頻率計(jì)算公式:在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi),不同風(fēng)速和穩(wěn)定度影響濃度7.擴(kuò)散參數(shù)的選擇與計(jì)算Pasquill(帕斯奎爾)分類法(最常用的方法)帕斯奎爾根據(jù)大量常規(guī)觀測(cè)資料,首先總結(jié)出了根據(jù)云量、云狀、太陽(yáng)輻射狀況和地面風(fēng)速等常規(guī)氣象資料,劃分大氣穩(wěn)定度。他把大氣對(duì)污染物的擴(kuò)散能力用A、B、C、D、E、F六個(gè)穩(wěn)定級(jí)別來(lái)表示(表5-3)。12/22/20221057.擴(kuò)散參數(shù)的選擇與計(jì)算Pasquill(帕斯奎爾)分類使用該表應(yīng)注意:①穩(wěn)定度級(jí)別中,A——極不穩(wěn)定;B——不穩(wěn)定;C——弱不穩(wěn)定;D——中性;E——弱穩(wěn)定;F——穩(wěn)定。從A→F表示大氣擴(kuò)散能力逐漸減弱。②穩(wěn)定度級(jí)別A~B表示按A和B級(jí)別數(shù)據(jù)內(nèi)插。③
夜間(夜晚)定義為日落前1小時(shí)至日出后1小時(shí)的時(shí)段。④不論何種天氣狀況,夜間前后各1小時(shí)算作中性,即D級(jí)穩(wěn)定度。⑤強(qiáng)太陽(yáng)輻射對(duì)應(yīng)于碧空下太陽(yáng)高度角大于600的條件,弱太陽(yáng)輻射相當(dāng)于碧空下太陽(yáng)高度角從150一350。12/22/2022106使用該表應(yīng)注意:12/17/2022106帕斯奎爾劃分穩(wěn)定度的方法對(duì)于開(kāi)闊鄉(xiāng)村地區(qū)能給出較可靠的穩(wěn)定度,但城市地區(qū)是不大可靠的。這種判別主要是由于城市較大的地面粗糙度及熱島效應(yīng)對(duì)城市穩(wěn)定度的影響。最大的差別出現(xiàn)在靜風(fēng)晴夜,這樣的夜間,在鄉(xiāng)村地區(qū)大氣狀態(tài)是穩(wěn)定的,但在城市,在高度相當(dāng)于建筑物的平均高度幾倍之內(nèi)是微不穩(wěn)定或近中性的,它上面有一個(gè)穩(wěn)定層。穩(wěn)定度級(jí)別劃分表見(jiàn)表5-3。這種劃分穩(wěn)定度的方法不嚴(yán)格,多數(shù)人有改進(jìn)。見(jiàn)表5-4和5-5。12/22/2022107帕斯奎爾劃分穩(wěn)定度的方法對(duì)于開(kāi)闊鄉(xiāng)村地區(qū)能給出較可擴(kuò)散參數(shù)σy、σz的確定擴(kuò)散參數(shù)σy、σz與水平距離x關(guān)系可用函數(shù)表示(表5-6和5-7):
σy=r1xα1σz=r2xα212/22/2022108擴(kuò)散參數(shù)σy、σz的確定擴(kuò)散參數(shù)σy、σz與水平距離x關(guān)系可例題1在C級(jí)大氣穩(wěn)定度條件下,求在高架點(diǎn)源下風(fēng)向800m處的擴(kuò)散參數(shù)。12/22/2022109例題1在C級(jí)大氣穩(wěn)定度條件下,求在高架點(diǎn)源下風(fēng)向800m處8.煙氣抬升公式煙氣抬升對(duì)高速或熱量很大的煙氣排放而言是非常重要的因素。因?yàn)槲廴疚锫涞貪舛鹊淖畲笾蹬c煙氣有效高度的平方成反比,煙氣抬升高度有時(shí)可達(dá)煙囪本身高度的數(shù)倍,從而極顯著地降低了地面污染物的濃度。煙氣抬升公式很多,總的來(lái)說(shuō)可以分為兩大類:一類是通過(guò)對(duì)抬升機(jī)理的研究而得到的理論公式,另一類是通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀測(cè)得到的經(jīng)驗(yàn)公式。以下主要介紹HJ/T2.2-93所推薦的計(jì)算公式,它是在綜合多種研究結(jié)果的基礎(chǔ)上而提出的一種半經(jīng)驗(yàn)公式。12/22/20221108.煙氣抬升公式煙氣抬升對(duì)高速或熱量很大的煙氣排放而言是非煙囪的有效源高由幾何高度Hs和煙氣抬升高度ΔH組成。Hs是煙囪的實(shí)體高度,ΔH是指煙氣在排出煙囪口之后因動(dòng)力抬升和熱力浮升作用繼續(xù)上升的高度,這個(gè)高度可達(dá)數(shù)十米至上百米,對(duì)減輕地面的大氣污染有很大作用。抬升后的煙氣高度稱為有效高度He(煙囪的有效高度),可用下式表達(dá):He=Hs+△H式中:Hs——排氣筒幾何高度,m;△H——抬升高度,m,其計(jì)算方法如下:(1)有風(fēng)時(shí),中性和不穩(wěn)定條件:當(dāng)煙氣熱釋放率Qh大于或等于2100kJ/s,且煙氣溫度與環(huán)境溫度的差值△T大于或等于35K時(shí),12/22/2022111煙囪的有效源高由幾何高度Hs和煙氣抬升高度ΔH組成。Hs是煙ΔT=Ts-Ta
式中:no——煙氣熱狀況與地表狀況系數(shù);n1——煙氣熱釋放率指數(shù);n2——排氣筒高度指數(shù),no、nl、n2具體數(shù)值見(jiàn)表5-9;Qh——煙氣熱釋放率,kJ/s;H——排氣筒距地面幾何高度,m;超過(guò)240m時(shí),取Hs=240m;Pa——大氣壓力,kPa;Qv——實(shí)際排煙率,m3/s;ΔT——煙氣出口溫度與環(huán)境溫度差,K;Tt——煙氣出口溫度,K;Ta——環(huán)境大氣溫度,K;u——排氣筒出口處平均風(fēng)速,m/s。12/22/2022112ΔT=Ts-Ta12/17/2022112當(dāng)1700kJ/s<Qh<2100kJ/s時(shí),式中:vs——排氣筒出口處煙氣排出速度,m/s;D——排氣筒出口直徑,m;ΔH2——與(式5-16)中的定義相同。當(dāng)Qh<1700kJ/s或者△T<35K時(shí),12/22/2022113當(dāng)1700kJ/s<Qh<2100kJ/s時(shí),12/17(2)在有風(fēng)且穩(wěn)定條件時(shí),建議按下列計(jì)算煙氣抬升高度△H(m):式中:dTa/dZ——排氣筒幾何高度以上的大氣溫度梯度,K/m。(3)靜風(fēng)(u10<0.5m/s)和小風(fēng)(0.5m/s≤u10≤1.5m/s)時(shí),建議按下式計(jì)算煙氣抬升高度△H(m):式中符號(hào)同前,但dTa/dZ取值宜小于0.01K/m。Ta為大氣溫度,如無(wú)實(shí)測(cè)值,dTa/dZ+0.098(dθ/dZ:溫度梯度)可在0.005~0.015K/m之間選取,弱穩(wěn)定(D~E)可取下限,穩(wěn)定(F)可取上限。系數(shù)n0、n1、n2的值見(jiàn)表5-9。12/22/2022114(2)在有風(fēng)且穩(wěn)定條件時(shí),建議按下列計(jì)算煙氣抬升高度△H(位于平原城區(qū)的某化工總廠的二期電站工程,擬建120m高的排氣筒,上出口內(nèi)徑為6m,排煙氣量為54.15m3/s(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的數(shù)值),排氣筒出口處的煙氣溫度為130℃,當(dāng)?shù)貧庀笈_(tái)統(tǒng)計(jì)定時(shí)觀測(cè)最近5年平均氣溫為9.2℃,平均風(fēng)速為3.9m/s。假定氣象臺(tái)址與工廠地面海拔高度相同,計(jì)算在D級(jí)穩(wěn)定度時(shí),排氣筒煙氣的抬升高度。例題212/22/2022115位于平原城區(qū)的某化工總廠的二期電站工程,擬建120m高的排氣補(bǔ)充知識(shí):大氣邊界層的風(fēng)場(chǎng)我國(guó)的風(fēng)速廓線模式(冪函數(shù)):穩(wěn)定度級(jí)別ABCDEFm城市0.100.150.200.250.300.30鄉(xiāng)間0.070.070.100.150.250.2512/22/2022116補(bǔ)充知識(shí):大氣邊界層的風(fēng)場(chǎng)我國(guó)的風(fēng)速廓線模式(冪函數(shù)):穩(wěn)定12/22/202211712/17/2022117例題3擬建一座火電廠,排氣筒高100m,排氣筒出口內(nèi)徑為5m,排氣筒出口處煙氣排放速度為13.5m/s,排氣出口處的煙氣溫度為145℃,廠址附件氣象臺(tái)統(tǒng)計(jì)定時(shí)觀測(cè)最近5年平均氣溫15℃。據(jù)預(yù)測(cè),在靜風(fēng)與穩(wěn)定天氣條件下,排放源高度以上環(huán)境溫度垂直變化率為0.001℃/m,求煙氣的抬升高度。12/22/2022118例題3擬建一座火電廠,排氣筒高100m,排氣筒出口內(nèi)徑為512/22/202211912/17/2022119小結(jié)連續(xù)點(diǎn)源、地面點(diǎn)源、高架點(diǎn)源、靜風(fēng)點(diǎn)源、有限長(zhǎng)線源、無(wú)限長(zhǎng)線源、面源等各種擴(kuò)散形式使用的高斯模型各自不同,可根據(jù)各種實(shí)際情況選用。有效源高的估算公式由大氣穩(wěn)定度和煙氣熱釋放率等條件決定。擴(kuò)散參數(shù)σy、σz的確定則和水平距離x及大氣穩(wěn)定度密切相關(guān)。12/22/2022120小結(jié)連續(xù)點(diǎn)源、地面點(diǎn)源、高架點(diǎn)源、靜風(fēng)點(diǎn)源、有限長(zhǎng)線二、實(shí)用模擬預(yù)測(cè)方法1.模式構(gòu)成空氣質(zhì)量模式是以數(shù)學(xué)方法定量描述大氣污染物從源地到接受地所經(jīng)歷的全過(guò)程的一種手段或工具,其核心部分為大氣擴(kuò)散模式,主要描寫大氣對(duì)污染物輸送、擴(kuò)散和稀釋作用。
污染物在大氣中所經(jīng)歷的其他過(guò)程,如干濕沉積和化學(xué)轉(zhuǎn)化過(guò)程等,則常以參數(shù)形式表現(xiàn);另一方面,除大氣以外,污染源和下墊面的狀況也會(huì)影響污染物在大氣中的變化和分布,這些因素及其影響規(guī)律亦必須在空氣質(zhì)量模式中得到反映。12/22/2022121二、實(shí)用模擬預(yù)測(cè)方法1.模式構(gòu)成12/17/2022121空氣質(zhì)量模式應(yīng)包括一組以大氣擴(kuò)散公式為主體的描寫各種過(guò)程的數(shù)學(xué)表達(dá)式,一套模式輸入?yún)?shù)和確定參數(shù)方法,以及為完成模式計(jì)算所需的計(jì)算方法和程序:12/22/2022122空氣質(zhì)量模式應(yīng)包括一組以大氣擴(kuò)散公式為主體的描寫各種過(guò)程的數(shù)2.模式類型按模擬區(qū)的范圍可分:微尺度(建筑物尺度)模式、局地尺度(1~10km)模式及中、遠(yuǎn)距離(100km以上)輸送模式。按照模式的時(shí)間尺度劃分:短期(1~24h)平均及長(zhǎng)期(月、季、年)平均模式。按照污染源的形態(tài)劃分:點(diǎn)源、線源、面源、體源及多源或復(fù)合源模式。12/22/20221232.模式類型按模擬區(qū)的范圍可分:微尺度(建筑物尺度)模式、局3.模式選擇模式選擇應(yīng)當(dāng)考慮的幾個(gè)問(wèn)題:(1)污染源及污染物①污染源的類型:污染源的形態(tài)有點(diǎn)源、線源、面源、體源和它們組成的復(fù)合源;按其排放方式可分為瞬時(shí)源、間斷源和連續(xù)源;其中,又可按排放溫度分為熱源和冷源。②污染物的性質(zhì):可分為氣態(tài)污染物或顆粒物。對(duì)后者,還需了解其粒徑分布,估計(jì)重力沉降、干沉積與擴(kuò)散的相對(duì)重要性。此外,還應(yīng)考慮是保守的或是反應(yīng)性污染物、化學(xué)轉(zhuǎn)化的重要性等等。12/22/20221243.模式選擇模式選擇應(yīng)當(dāng)考慮的幾個(gè)問(wèn)題:12/17/202(2)模擬的時(shí)空范圍及分辨率①模式區(qū)的范圍:局地空氣污染問(wèn)題以采用高斯型模式比較適當(dāng)。②模擬的時(shí)間尺度:大氣擴(kuò)散模式計(jì)算的基準(zhǔn)時(shí)間尺度為小時(shí)平均,其他時(shí)段的平均濃度可在小時(shí)平均濃度的基礎(chǔ)上逐時(shí)(或按一定的采樣間隔)求和計(jì)算,也可按頻率加權(quán)的計(jì)算方法。③要求的空間分辨率:模式計(jì)算濃度的空間分辨率是一項(xiàng)重要和敏感的指標(biāo)。在一個(gè)孤立點(diǎn)源的下風(fēng)區(qū),相距數(shù)百米兩個(gè)接受點(diǎn)的污染物濃度可以有數(shù)量級(jí)的差異,即使在污染源分布比較均勻的城市,相距1km監(jiān)測(cè)濃度的差異也常常很大。12/22/2022125(2)模擬的時(shí)空范圍及分辨率①模式區(qū)的范圍:局地空氣污染問(wèn)題(3)模擬區(qū)的下墊面特征:下墊面可分為平原鄉(xiāng)村、城市、山區(qū)及水陸交界地區(qū)等。復(fù)雜下墊面時(shí),高斯模式不再適用。(4)對(duì)模式效能的要求:空氣質(zhì)量模式應(yīng)當(dāng)具備的效能與前述三方面的條件及要求有密切關(guān)系。例如,對(duì)局地空氣污染,通常僅需考慮大氣的擴(kuò)散稀釋作用,而對(duì)中、遠(yuǎn)距離問(wèn)題則還必須考慮污染物的化學(xué)轉(zhuǎn)化和干濕沉積等其他物理化學(xué)過(guò)程,此時(shí)對(duì)模式效能將提出不同的要求。各種模式的針對(duì)性很強(qiáng),選用時(shí)需要認(rèn)真加以鑒別。12/22/2022126(3)模擬區(qū)的下墊面特征:下墊面可分為平原鄉(xiāng)村、城市、山區(qū)及4.模式性能評(píng)價(jià)模式計(jì)算結(jié)果存在著誤差和所謂的“不確定性”,其中,一部分稱為“固有的”,另一部分稱作“可約束的”。固有的誤差如天氣變化的隨機(jī)性,可約束誤差則由以下原因造成:①模式使用的排放源、氣象和地形資料的誤差;②模式包括的所有計(jì)算公式和參數(shù)不合適引起的誤差;③用來(lái)檢驗(yàn)?zāi)J降臐舛葘?shí)測(cè)資料的誤差。12/22/20221274.模式性能評(píng)價(jià)模式計(jì)算結(jié)果存在著誤差和所謂的“不確定性”模式性能評(píng)價(jià)內(nèi)容主要包括模式的合理性、保真性和靈敏性分析幾個(gè)方面的內(nèi)容。(1)合理性分析:在進(jìn)行模式性能評(píng)價(jià)時(shí),可考慮選取一個(gè)參考模式,用以校核擬用模式,進(jìn)一步考核其物理模型和參數(shù)化方案等的合理性,必要時(shí)還可作一些對(duì)比性的計(jì)算經(jīng)驗(yàn)。(2)模式檢驗(yàn):主要目的是檢查模式的“保真性”。一般應(yīng)使用同步的排放源、氣象和濃度監(jiān)測(cè)資料,檢驗(yàn)?zāi)J接?jì)算值與實(shí)測(cè)值的符合程度。這是模式性能評(píng)價(jià)的最主要的內(nèi)容。12/22/2022128模式性能評(píng)價(jià)內(nèi)容主要包括模式的合理性、保真性和靈敏性分析幾個(gè)濃度計(jì)算值與實(shí)測(cè)值的比較通過(guò)計(jì)算一系列的統(tǒng)計(jì)特征量來(lái)實(shí)現(xiàn)的,常用的檢驗(yàn)項(xiàng)目有以下幾類:①濃度差分析:以相同時(shí)間、地點(diǎn)的觀測(cè)值和計(jì)算值為數(shù)據(jù)對(duì),求其差值:下標(biāo)o,p分別表示觀測(cè)值與模式預(yù)測(cè)值。②最大濃度分析:在空氣污染分析中,地面最大濃度常是人們最關(guān)心的。最大濃度差:式中:——分別表示觀測(cè)和預(yù)測(cè)的地面最大濃度。12/22/2022129濃度計(jì)算值與實(shí)測(cè)值的比較通過(guò)計(jì)算一系列的統(tǒng)計(jì)特征量來(lái)實(shí)現(xiàn)的,③濃度比值分析:計(jì)算每一對(duì)濃度計(jì)算值與觀測(cè)值的比值K=ρp/ρo至今仍將K值落在0.5~2范圍內(nèi)作為模式精度是否可取的指標(biāo)。通常較佳模式K值落在上述范圍內(nèi)的成數(shù)應(yīng)超過(guò)50%。④相關(guān)分析:計(jì)算由濃度觀測(cè)值和計(jì)算值組成的數(shù)據(jù)對(duì)序列的相關(guān)系數(shù)
12/22/2022130③濃度比值分析:計(jì)算每一對(duì)濃度計(jì)算值與觀測(cè)值的比值上式可用來(lái)表征預(yù)測(cè)與實(shí)際情況一致性的重要指標(biāo)。但是它不能描述濃度的差值或比值所反映的信息,即不能表示模式計(jì)算值在總體上是否過(guò)高或過(guò)低,故應(yīng)與ρd或K值配合分析。如果r值較高,但差值指標(biāo)不好,則只要對(duì)模式作線性訂正即可大大改善精度。值得注意的是r只能反映計(jì)算值與觀測(cè)值之間的線性相關(guān),而不能從中發(fā)現(xiàn)它們之間的非線性關(guān)系。
⑤濃度分布比較:為了更直觀地考察模式的預(yù)測(cè)效能,還可以繪制計(jì)算濃度和觀測(cè)濃度的等值線圖,比較它們高、低中心區(qū)的位置、數(shù)值以及分布圖形是否一致。12/22/2022131上式可用來(lái)表征預(yù)測(cè)與實(shí)際情況一致性的重要指標(biāo)。但是它不能描述
(3)靈敏度分析:靈敏度的定義是模式輸出(計(jì)算濃度)對(duì)輸入變量的偏導(dǎo)數(shù)。通過(guò)此項(xiàng)分析,可以定量判別影響空氣質(zhì)量的各個(gè)因子的相對(duì)重要性,確定它們的誤差和不確切性對(duì)模式輸出的影響。這項(xiàng)工作至少有以下幾方面的意義:①分析模式輸入一輸出響應(yīng)關(guān)系的合理性,為改進(jìn)模式提供依據(jù)。②明確模式所依據(jù)的各項(xiàng)基礎(chǔ)資料的相對(duì)重要性以及對(duì)它們的精度和分辨率要求,以便改進(jìn)觀測(cè)和搜集方案,以及確定模式輸入?yún)?shù)的方法。③為評(píng)價(jià)控制空氣污染的策略提供可靠性分析和環(huán)境效益分析。12/22/2022132(3)靈敏度分析:靈敏度的定義是模式輸出(計(jì)算濃度)對(duì)三、平原局地空氣質(zhì)量模式局地空氣質(zhì)量模式應(yīng)用范圍:污染物的輸送距離小于20km的場(chǎng)合,在均勻平坦的下墊面最多不超過(guò)50km。常用局地空氣質(zhì)量模式:高斯型擴(kuò)散公式。視污染源的狀況和應(yīng)用的需要,局地空氣質(zhì)量模式可以采用風(fēng)向坐標(biāo)系或者地理坐標(biāo)系。
此外,為滿足法規(guī)應(yīng)用的要求,應(yīng)能計(jì)算幾種不同平均時(shí)間的污染物濃度。12/22/2022133三、平原局地空氣質(zhì)量模式局地空氣質(zhì)量模式應(yīng)用1.坐標(biāo)系基本的高斯擴(kuò)散公式都采用風(fēng)向坐標(biāo)系,但在以下情況下還需建立地理坐標(biāo)系:①需要計(jì)算多源迭加濃度;②需要計(jì)算不同風(fēng)向迭加的時(shí)間平均濃度;③以高斯公式為計(jì)算核的數(shù)值積分模式(例如線源積分模式)。(1)風(fēng)向坐標(biāo)系:取x軸與平均風(fēng)向一致,y軸在水平面上與風(fēng)向垂直,z軸指向天頂?shù)闹苯亲鴺?biāo)系,坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)在污染源在地面的垂直投影點(diǎn)上。它是隨平均風(fēng)向改變的坐標(biāo)系。12/22/20221341.坐標(biāo)系①需要計(jì)算多源迭加濃度;(1)風(fēng)向坐標(biāo)系:取x(2)地理坐標(biāo)系:是固定在某個(gè)地理位置上的直角坐標(biāo)系。為了方便,通常將坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)在模擬區(qū)下墊面的西南端點(diǎn),x軸指向東,y軸指向北,z軸指向天頂。所有污染源和濃度計(jì)算點(diǎn)的位置用它們?cè)诘乩碜鴺?biāo)系中的坐標(biāo)來(lái)確定,坐標(biāo)系中的計(jì)算網(wǎng)絡(luò)根據(jù)所要求的空間分辨率來(lái)設(shè)計(jì)。兩種坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換:設(shè)地理坐標(biāo)系為EON,風(fēng)向坐標(biāo)系為xoy,它們之間的轉(zhuǎn)換公式為:x=(Np-Nr)cosθ+(Ep-Er)sinθy=(Np-Nr)sinθ-(Ep-Er)cosθ
12/22/2022135(2)地理坐標(biāo)系:是固定在某個(gè)地理位置上的直角坐標(biāo)系。為了方式中:x,y——高斯公式中使用的坐標(biāo)變量;(Ep,Np)、(Er,Nr)——分別表示污染源和計(jì)算點(diǎn)在地理坐標(biāo)系中的坐標(biāo),θ為風(fēng)向方位角。12/22/2022136式中:x,y——高斯公式中使用的坐標(biāo)變量;12/17/20若下墊面十分平坦,可將風(fēng)向坐標(biāo)系和地理坐標(biāo)系的原點(diǎn)設(shè)在同一個(gè)水平面上,計(jì)算中不需要作z坐標(biāo)的換算,否則應(yīng)考慮每一對(duì)計(jì)算點(diǎn)和污染源所在位置在地理坐標(biāo)系中的高度差。2.小時(shí)平均濃度的計(jì)算局地大氣擴(kuò)散模式所代表的平均時(shí)間為數(shù)十分鐘,通常把它計(jì)算得濃度定為小時(shí)平均濃度(過(guò)去,習(xí)慣上稱為“一次”濃度)。局地空氣污染計(jì)算中最關(guān)心的是如何求出最大的“一次”濃度,通常有以下幾種方法:12/22/2022137若下墊面十分平坦,可將風(fēng)向坐標(biāo)系和地理坐標(biāo)系(1)逐時(shí)計(jì)算法:有的國(guó)家規(guī)定至少要逐時(shí)計(jì)算一年的小時(shí)平均濃度,然后用平均的方法求取其他時(shí)段的平均濃度并與空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)相比較。這種方法當(dāng)然不會(huì)漏算那些很少出現(xiàn)的最大值。但是這樣做至少需要輸入一年逐時(shí)的氣象參數(shù)(可利用氣象臺(tái)站的常規(guī)觀測(cè)資料求取)。(2)分類計(jì)算法:按氣象條件分類計(jì)算“一次”濃度,特別是計(jì)算各類條件下可能出現(xiàn)的最大地面濃度和它離源的距離。通常是將大氣穩(wěn)定度分為6類或4類,輸入模式計(jì)算的擴(kuò)散參數(shù)和抬升高度公式應(yīng)與各自的穩(wěn)定度類別一致,風(fēng)速和混合層高度亦取每一類別的平均值。12/22/2022138(1)逐時(shí)計(jì)算法:有的國(guó)家規(guī)定至少要逐時(shí)計(jì)算一年的小時(shí)平均濃(3)保證率計(jì)算法:按一定的保證率設(shè)計(jì)計(jì)算條件,使實(shí)際可能出現(xiàn)的污染物濃度小于計(jì)算值的概率等于所規(guī)定的保證率。
目前這種方法僅在少數(shù)專門的課題中研究采用。在有些環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作中,能夠給出可造成濃度超標(biāo)的不利氣象條件可能出現(xiàn)的概率,這是值得提倡的,通??筛鶕?jù)風(fēng)向、風(fēng)速和大氣穩(wěn)定度的聯(lián)合頻率確定。此時(shí)應(yīng)注意不同的氣象條件組合可能對(duì)應(yīng)相同的濃度值,特別是有抬升的源,要注意風(fēng)速對(duì)濃度的雙重影響。12/22/2022139(3)保證率計(jì)算法:按一定的保證率設(shè)計(jì)計(jì)算條件,使實(shí)際可能出應(yīng)當(dāng)指出,我國(guó)目前普遍采用的計(jì)算一次濃度的方法與大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)之間還不能完全協(xié)調(diào)一致。后者規(guī)定的“一次”最大允許濃度是指任何一次均不得超過(guò)的數(shù)值,而前述分類計(jì)算法充其量只能求得分類的平均值。從這個(gè)意義來(lái)說(shuō),前述逐時(shí)計(jì)算法相對(duì)更合理。事實(shí)上,對(duì)平原地區(qū)的一般污染源,利用常規(guī)氣象資料按照一定的法規(guī)模式逐時(shí)計(jì)算全年的污染物濃度,不失為一種既經(jīng)濟(jì)又比較可靠的方法。12/22/2022140應(yīng)當(dāng)指出,我國(guó)目前普遍采用的計(jì)算一次濃度的方3.日均濃度計(jì)算日均濃度通常是取一日內(nèi)若干個(gè)等間隔的一次濃度求平均。風(fēng)向在一日內(nèi)是會(huì)改變的,所以應(yīng)采用地理坐標(biāo)系,以便計(jì)算不同風(fēng)向濃度的迭加和平均。對(duì)任意給定的計(jì)算點(diǎn):
為保證日均值有代表性,一般取N>8,即至少需要輸入8個(gè)不同時(shí)次一次濃度所需的模式輸入?yún)?shù)。所不同的是,還需輸入所有污染源和計(jì)算點(diǎn)的坐標(biāo)和每個(gè)計(jì)算時(shí)次的風(fēng)向值。12/22/20221413.日均濃度計(jì)算為保證日均值有代表性,一般取計(jì)算日均濃度的關(guān)鍵在于如何用比較簡(jiǎn)單的方法求取對(duì)各種典型氣象條件具有代表性的值,以及如何求得法規(guī)需要的最大日均濃度。(1)逐日計(jì)算法:在逐時(shí)計(jì)算法的基礎(chǔ)上可以得到一年內(nèi)任意24小時(shí)的平均濃度。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是信息量大,可以得到每個(gè)計(jì)算點(diǎn)最大的日均濃度和日均濃度的概念分布等對(duì)大氣環(huán)境規(guī)劃和排污總量控制等非常有價(jià)值的信息。當(dāng)然,它需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)量和計(jì)算量都比較大,一般不易辦到。12/22/2022142計(jì)算日均濃度的關(guān)鍵在于如何用比較簡(jiǎn)單的方法求(2)典型日(控制日)法:所謂“典型日”,是指與模擬區(qū)典型空氣質(zhì)量狀況相對(duì)應(yīng)的有代表性的“氣象日”。若能通過(guò)某種方法找出若干組典型日的氣象條件,則能避免逐時(shí)、逐日計(jì)算之苦。①氣象分析法:這是單純利用氣象資料尋求“典型日”氣象參數(shù)的方法,并不考慮污染源的狀況,甚至不考慮污染源是否存在。它僅根據(jù)模擬區(qū)的氣象資料和大氣擴(kuò)散規(guī)律,分析并歸納出代表該地區(qū)一般的、有利和不利的日均大氣擴(kuò)散稀釋條件,必要時(shí)可作一些計(jì)算試驗(yàn),以確定各種典型日的模式輸入?yún)?shù)。孤立源與濃度場(chǎng)的響應(yīng)關(guān)系最簡(jiǎn)單,用這種方法更有效,對(duì)于擬建項(xiàng)目的預(yù)測(cè)計(jì)算則是必由之路。12/22/2022143(2)典型日(控制日)法:所謂“典型日”,是指與模擬區(qū)典型空②綜合分析法:這是利用平行觀測(cè)的氣象和濃度資料綜合確定典型日計(jì)算條件的方法。在多源情況下,模擬區(qū)的空氣質(zhì)量不僅取決于氣象條件,還和污染源的布局以及二者的相互關(guān)系有關(guān)。一般需要積累二年以上的平行觀測(cè)資料才能總結(jié)出比較可靠的典型日條件。(3)保證率法:由于日均濃度的計(jì)算條件由8個(gè)以上的一次濃度計(jì)算條件所組成,此時(shí)可能的氣象條件組合數(shù)多不勝數(shù),要求出與濃度相對(duì)應(yīng)的概率分布將十分困難,同時(shí)還要考慮污染源分布的影響,難度就更大,我國(guó)已有這方面的探索和研究。12/22/2022144②綜合分析法:這是利用平行觀測(cè)的氣象和濃度資料綜合確定典型日4.長(zhǎng)期平均濃度計(jì)算平均時(shí)間超過(guò)24h的濃度稱為長(zhǎng)期平均濃度。在已計(jì)算逐時(shí)、逐日平均濃度的情況下,可以進(jìn)一步求取一年內(nèi)任意時(shí)段的長(zhǎng)期平均濃度,除此之外,一般都采用聯(lián)合頻率法計(jì)算長(zhǎng)期平均濃度,其要點(diǎn)是:①需要用地理坐標(biāo)系以便計(jì)算不同風(fēng)向濃度分布的迭加;②長(zhǎng)期平均濃度公式代表每一對(duì)源和計(jì)算點(diǎn)之間的相應(yīng)關(guān)系,每一個(gè)計(jì)算點(diǎn)上的濃度等于所有源在該點(diǎn)長(zhǎng)期平均濃度之和;③利用一年以上的資料可以統(tǒng)計(jì)模擬區(qū)大氣穩(wěn)定度、風(fēng)速和風(fēng)向的聯(lián)合頻率。12/22/20221454.長(zhǎng)期平均濃度計(jì)算①需要用地理坐標(biāo)系以便計(jì)算不同風(fēng)向濃度分第三節(jié)開(kāi)發(fā)行為對(duì)大氣環(huán)境的影響識(shí)別一、大氣環(huán)境影響的類型1.按影響時(shí)段劃分(1)建設(shè)階段影響(2)運(yùn)行階段影響(3)服務(wù)期滿后的影響2.按影響方式劃分(1)直接影響(2)間接影響12/22/2022146第三節(jié)開(kāi)發(fā)行為對(duì)大氣環(huán)境的影響識(shí)別一、大氣環(huán)境影響的類型二、建設(shè)項(xiàng)目的大氣環(huán)境影響識(shí)別對(duì)大氣環(huán)境產(chǎn)生影響的工業(yè)部門主要包括:能源工業(yè)交通運(yùn)輸業(yè)鋼鐵工業(yè)有色金屬冶煉工業(yè)化學(xué)工業(yè)石油化學(xué)工業(yè)制漿和造紙工業(yè)等12/22/2022147二、建設(shè)項(xiàng)目的大氣環(huán)境影響識(shí)別對(duì)大氣環(huán)境產(chǎn)生影響的工業(yè)部門1.交通運(yùn)輸建設(shè)項(xiàng)目的大氣環(huán)境影響識(shí)別交通運(yùn)輸業(yè)的影響要注意幾個(gè)特殊性:(1)汽車排氣量雖小,但汽車數(shù)量多,尾氣成分復(fù)雜。(2)汽車尾氣排氣口高度接近與人的呼吸高度。在一定范圍內(nèi),污染物的地面濃度與距離的平方成反比。(3)汽車的體積小,流動(dòng)性大。汽車尾氣污染具有流動(dòng)性、不確定性。12/22/20221481.交通運(yùn)輸建設(shè)項(xiàng)目的大氣環(huán)境影響識(shí)別交通運(yùn)輸業(yè)的影響要注意2.能源建設(shè)項(xiàng)目對(duì)大氣環(huán)境影響的識(shí)別火力發(fā)電廠建成后對(duì)大氣環(huán)境的影響主
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