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1、大气污染物扩散,大纲要求,了解主要气象要素、地形、地貌对大气污染物扩散的影响；了解主要大气扩散模式；掌握烟囱高度的设计原则和计算方法。,内容提要,3.1,大气的垂直结构,3.2,主要气象要素,3.3,3.4,3.5,3.6,3.7,3.8,大气稳定度及其分类,大气污染与气象,烟囱的有效高度,大气扩散模式,烟囱高度的设计,大气扩散与厂址选择,3.1 大气的垂直结构,主要气象要素,气温,气象上讲的气温一般是指在离地面1.5m高处的百叶箱中观测到的空气温度。单位一般用摄氏温度（），理论计算时则用绝对温度（K）来表示。两者的换算关系是：,气压,气压是指大气压强，即单位面积上所承受的大气柱的质量。单位可
2、用帕斯卡（Pa）、大气压（atm）、毫米汞柱（mmHg）及毫米水柱（mmH2O）来表示。在气象上常用百帕（hPa）、毫巴（mbar）来表示。国际上规定：温度为0时、在纬度是45的平均海平面上的气压为一个标准大气压，记作，1atm=1013.25mbar。,气湿,大气的湿度简称为气湿，用来表示空气中水汽的含量。常用的表示方法有绝对湿度、水蒸气压、相对湿度、饱和度、比湿（含湿量）和露点等。,风,空气的流动就形成风。气象学上把水平方向的空气运动称为风，垂直方向的空气运动则称为升降气流。风向是指风的来向。风向可用8个方位或16个方位表示。也可用角度表示。风速是指单位时间内空气在水平方向上移动的距离，单
3、位用m/s或km/h来表示。由于地面对风产生摩擦，起阻碍作用，所以风速会随高度升高而增加，100m高处的风速，约为1m高处风速的3倍。（指数分布和对数分布）,云,云是由漂浮在空气中的小水滴、小冰晶汇集而成的，可反映大气的运动状况。云的状况可以用云高和云量表示。云高是指云底距地面的高度。根据云高的不同可分为高云、中云和低云。云的多少用云量表示。云量是指云遮蔽天空的成数。我国规定，将天空分为10 等分，国外常将天空分为8等分。国外云量 1.25 我国的云量在气象学中，云量是用总云量和低云量之比的形式表示的。,能见度,能见度是在当时的天气条件下，视力正常的人，能够从天空背景中看到或辨认出的目标物（黑
4、色、大小适度）的最大水平距离，单位用m或km。能见度表示了大气清洁、透明的程度。观测值通常分为10级。,3.3 大气稳定度及其分类,大气稳定度,温度层结气温沿高度的分布状况，可以在坐标图上用一条曲线表示出来，该曲线称作气温沿高度的分布曲线或温度层结曲线，简称温度层结。,正常分布层结，或递减层结：气温随高度的增加而递减，0；中性层结：1/100m等温层结气温随高度的增加不发生变化，0；逆温：气温随高度的增加而升高，0,大气稳定度及其分类,大气稳定度,气温垂直分布高度每变化100m气温变化的度数叫作气温的垂直递减率，简称气温直减率：/100m当气温随着高度的增加而降低时，0；反之,0,大气稳定度及
5、其分类,大气稳定度,干绝热直减率根据热力学的原理可以计算出，干空气在作绝热上升（或下降）运动时，每升高（或下降）100m，温度约降低（或升高）1或1K。/100m,大气稳定度及其分类,大气稳定度,大气稳定度大气稳定度是指在垂直方向上的相对稳定程度，即是否易于发生对流。判别：d，大气不稳定；d，大气稳定；=d，大气呈中性。,大气稳定度及其分类,大气稳定度,大气稳定度的分类方法帕斯奎尔分类法改进的帕斯奎尔分类法,大气稳定度及其分类,3.4 大气污染与气象,风风向风速风速与高度的关系：对数模式，指数模式湍流,大气污染与气象,大气污染与气象,大气稳定度烟形：波浪形，锥形，扇形，屋脊形，熏烟形,大气污染
6、与气象,大气污染与气象,逆温是指在大气边界层中，由于气象或地形条件的影响，有时会出现气温随高度的增加而升高的现象，即0。也叫阻挡层，可造成严重污染。根据逆温生成的过程，可将逆温分为辐射逆温、下沉逆温、平流逆温、锋面逆温及湍流逆温等五种。,大气污染与气象,大气污染与气象,地方性风场（下垫层影响）,海陆风：白天：海风；夜晚：陆风山谷风白天：谷风；夜晚：山风城市热岛环流,大气污染与气象,3.5 烟囱的有效高度,有效源高H,Hs 几何高度H抬升高度，分动力抬升和热力抬升,烟囱的有效高度,抬升高度计算,霍兰德公式布里吉斯公式我国国家标准中规定的公式,烟囱的有效高度,抬升高度计算,霍兰德公式布里吉斯公式我
7、国国家标准中规定的公式注意：公式的使用范围公式中符号的物理意义和单位,烟囱的有效高度,3.6 大气扩散模式,高斯扩散模式,高架连续点源：适用于均一的大气条件，以及地面开阔平坦的地区。坐标：,大气扩散模式,高斯扩散模式,基本假设：污染物的浓度在y，z轴上都是正态高斯分布；在整个的扩散空间中，风速是均匀不变的；污染源的源强是连续的、均匀的；地表面充分平坦；在扩散过程中污染物的质量是不变的，即烟气到达地面全部反射，不发生沉降和化学反应。,大气扩散模式,大气扩散模式,高斯扩散模式,C任意点的污染物浓度，mg/m3或g/m3；Q源强，单位时间内污染物排放量，mg/s或g/s；y、z侧向、纵向扩散系数，污
8、染物在y、z方向分布的标准偏差，是距离x的函数，m；u排放口处的平均风速，m/s；H烟囱的有效高度，简称有效源高，m。,大气扩散模式,大气扩散模式,常用大气扩散模式,地面浓度模式（z0）,大气扩散模式,常用大气扩散模式,地面轴线浓度模式（y0，z0）,大气扩散模式,常用大气扩散模式,地面最大浓度与位置（y0，z0）e2.718,大气扩散模式,扩散参数y z的确定,大气稳定度分类：帕斯奎尔分类法A，B，C，D，E，F（极不稳定稳定）由地面10m风速，云，太阳辐射等确定PG曲线，表格（大气稳定度，x值）,大气扩散模式,大气扩散模式,污染物扩散浓度估算,确定大气稳定级别确定扩散参数y z有效高度污染
9、物浓度分布最大落地距离和落地浓度计算Hzxmax，yCmax,大气扩散模式,上部逆温时的扩散,大气扩散模式,线源扩散面源扩散,非电源扩散模式,大气扩散模式,大气扩散模式,3.7 烟囱高度的设计,48,烟囱高度设计原则,既要满足大气污染物的稀释要求，又要考虑节省投资，最终目的是保证地面浓度不超过环境质量标准。,烟囱高度的设计,49,烟囱高度设计方法 1,按地面最大允许浓度计算,烟囱高度的设计,50,烟囱高度设计方法 2,按地面绝对最大浓度计算uc 危险风速HB（式中B为抬升高度公式中除以外一切量的计算值）,烟囱高度的设计,51,烟囱高度设计方法 3,P值法(GB/T13201-91)(允许排放指
10、标)SO2其他有害气体（15m）颗粒物（电站烟囱）,烟囱高度的设计,52,烟囱高度设计注意事项,增加烟气抬升高度的措施喷出速度，烟气温度注意问题注意上部逆温、辐射逆温（漫烟型）天气，应校核地面污染物浓度；选择抬升公式适用条件和设计条件相近的公式，最好采用 GB/T13201-91推荐的公式；气象参数的取值：均值和保证频率值烟囱的最低高度应满足各行业大气污染物排放标准的要求；应符合批准的环境影响报告书（表）要求；还应高出周围200m半径范围的建筑3m以上（特殊情况5m以上）（不同标准有不同规定）。,烟囱高度的设计,3.8 大气扩散与厂址选择,54,大气扩散与厂址选择,考虑背景浓度考虑气象条件风、温度层结考虑地形海陆风、山谷、背风污染等,大气扩散与厂址选择,
