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1、第七章 大气环境质量现状及影响评价,第二节 大气环境质量现状评价第三节 大气环境影响评价,第一节 概述,一、基础知识,第七章 大气环境影响评价 第一节 概述,1大气成分,大气是指在地球周围聚集的一层很厚的大气分子，称之为大气圈。大气上边界约为20003000km。离地面361000km的空间，大气质量仅占大气总质量的1，而50以上的大气物质的质量的在55km以下。与人类关系最直接的，对大气污染影响最大的是低层大气。低层大气由干洁空气、水汽、悬浮着的固体微粒和液体微粒以及人为排放的大气污染物组成。,一、基础知识,第七章 大气环境影响评价 第一节 概述,2大气层的垂直分布,一、基础知识,第七章 大
2、气环境影响评价 第一节 概述,3.主要气象要素,(1)气温 气象上讲的地面气温一般是指离地面15m高处在百叶箱中观测到的空气温度。一般用摄氏温度()表示，理论计算常用热力学温度(K)表示。(2)气压 气压指大气的压强。在静止大气中，任一点的气压值等于该点单位面积上的大气的重量。高度越高，气压越低气象上以百帕(hPa)为法定单位。(3)湿度 它是反映空气中水汽含量多少和空气潮湿程度的一个物理量。,一、基础知识,第七章 大气环境影响评价 第一节 概述,3.主要气象要素,(4)风 气象上把空气质点的水平运动称为风。空气质点的垂直方向的运动称为上升、下降气流或称对流。风是一个矢量、用风向和风速描述其特
3、征。风向指风的来向，如东南风指从东南方吹来的风。风向常用16个方位表示,一、基础知识,第七章 大气环境影响评价 第一节 概述,3.主要气象要素,一、基础知识,第七章 大气环境影响评价 第一节 概述,3.主要气象要素,(5)云 云是由飘浮在空中的大量小水滴或小冰晶或两者的混合物构成的。在污染预测中需用云高、云量等确定大气稳定度。云高指云底距地面的高度。我国将视野能见的天空分为10等分其中云遮蔽了几分，云量就是几。(6)能见度 在当时的天气条件下，正常人的眼睛所能见到的最大水平距离，称为能见度即水平能见度。,一、基础知识,第七章 大气环境影响评价 第一节 概述,4.大气稳定度,大气稳定度是指在垂直
4、方向上大气的稳定的程度，即是否易于发生对流。污染物在大气中的扩散于稳定度有密切关系。大气稳定度分为AF六个级别，其中：A为强不稳定、B为不稳定、C为弱不稳定、D为中性、E为较稳定、F为稳定。,大气稳度的确定,一、基础知识,第七章 大气环境影响评价 第一节 概述,5.逆温,逆温温度随高度增加而增加叫逆温。具有逆温层的大气层是强稳定的大气层。某高度上的逆温层像一个盖子一样阻挡着它下面污染物的扩散，因而可能造成严重污染。空气污染事件多数都发生在右逆温层和静风条件下。按逆温层的高度可分为接地逆温和不接地逆温两种。,一、基础知识,第七章 大气环境影响评价 第一节 概述,6.风速廓线,在大气边界层中，由于
5、摩擦力随高度增加而减小，风速将随高度增加而增大。平均风速随高度的变化曲线称为风速廓线，其数学表达式称为风速廓线模式。,一、基础知识,第七章 大气环境影响评价 第一节 概述,7.地方性风场,海陆风 海陆风是海风和陆风的总称。它是发生在海陆交界地带，以24小时为周期的一种大气局地环流。山谷风 山谷风是山风和谷风的总称。它是发生在山区，以24小时为周期的一种大气局地环流。城市热岛环流 城市热岛环流是由城乡温度差引起的局地风。,第七章 大气环境质量现状及影响评价,第一节 概述 第三节 大气环境影响评价,第二节 大气环境质量现状评价,大气环境质量现状评价内容、程序及实例,第七章 大气环境影响评价 第二节
6、 大气环境质量现状评价,确定监测布点位置、筛选监测因子；现场采样、实验室分析、数据统计、编制监测报告；确定评价方法和评价标准；计算污染指数，给出评价结论，编写评价报告。,实 例,第七章 大气环境质量现状及影响评价,第一节 概述第二节 大气环境质量现状评价,第三节 大气环境影响评价,一、湍流扩散的基本理论,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,大气的无规则运动称为大气湍流。风速的脉动和风向的摆动就是湍流作用的结果。湍流可分为两种：一是由于垂直方向温度分布不均匀引起的热力湍流，其强度主要取决于大气稳定度；二是由于垂直方向风速分布不均匀及地面粗糙度引起的机械湍流，其强度主要决定于风速梯
7、度和地面粗糙度。实际的湍流是上述两种湍流的叠加。,(一)湍流概念简介（1）,一、湍流扩散的基本理论,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,湍流有极强的扩散能力，比分子扩散快105106倍。但在风场运动的主风方向上，由于平均风速比脉动风速大得多，所以在主风方向上风的平流输送作用是主要的。归结起来，风速越大，湍流越强，污染物的扩散速度越快，污染物的浓度就越低。风和湍流是决定污染物在大气中扩散稀释的最直接最本质的因素，其他一切气象因素都是通过风和湍流的作用来影响扩散稀释的。,(一)湍流概念简介（2）,一、湍流扩散的基本理论,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,1梯度输送
8、理论 湍流梯度输送理论假定由大气湍流引起的某物质的扩散，类似于分子扩散，并可用同样的分子扩散方程描述。根据梯度输送理论和流体中质量守恒原理建立湍流扩散微分方程，通过求解得到污染物扩散模式。,(二)湍流扩散理论简介,一、湍流扩散的基本理论,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,2湍流统计理论 泰勒()应用统计学方法研究提出了湍流扩散统计理论。如图所示，某污染源排放出的粒子，在风沿着x方向吹的湍流大气中扩散的情况。假定大气湍流场是均匀、定常的，从原点放出的一个粒子的位置用y表示，则y随时间而变化，但其平均值为零。如果从原点放出很多粒子，则在x轴上粒子的浓度最高，浓度分布以x轴为对称轴
9、，并符合正态分布。,(二)湍流扩散理论简介,二、高斯扩散模式,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,1坐标系 高斯模式的坐标系为右手坐标系。原点为排放点或高架点源在地面的投影点，x轴正向为平均风向，烟流中心线与x轴重合或其投影为x轴。,(一)高斯模式的有关假定,正态分布,实体源高,有效源高,平均风向,二、高斯扩散模式,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,2高斯模式的假设条件 理论研究及实验证明，连续点源的平均烟流是符合正态分布的。因此可以作如下假定：污染物在y、z轴上的分布符合高斯分布（正态分布）；在全部空间中风速是均匀的和稳定的；源强是连续均匀的；在扩散过程中污
10、染物质的质量是守恒的。,(一)高斯模式的有关假定,二、高斯扩散模式,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,由正态分布的假定可以写出下风向任意点（x，y，z）的平均浓度的分布函数：,(二)无界空间连续点源扩散模式（1）,二、高斯扩散模式,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,通过将参数代入和求解后得到无界空间连续点源扩散模式：,(二)无界空间连续点源扩散模式（2）,横向扩散参数,垂直扩散参数,污染源强,平均风速,二、高斯扩散模式,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,高架连续点源的扩散问题，必须考虑地面对扩散的影响。可以认为地面像镜面一样，对污染物起全反
11、射作用。,(三)高架连续点源扩散模式（1）,实源,像源,任意点P,地面,二、高斯扩散模式,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,P点的实际污染物浓度应为实源和像源之和，即：,(三)高架连续点源扩散模式（2）,像源贡献,实源贡献,由此模式可以求出下风向任意点的污染物浓度。,有效源高,二、高斯扩散模式,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,（1）地面浓度模式 令z0，由高架连续点源模式简化得到地面浓度模式：,(三)高架连续点源扩散模式（3）,二、高斯扩散模式,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,（2）地面轴线浓度模式 在地面浓度模式的基础上，令y0，得到
12、地面轴线浓度模式：,(三)高架连续点源扩散模式（4）,二、高斯扩散模式,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,（3）地面最大浓度模式（地面轴线最大浓度模式）在地面轴线浓度模式的基础上，通过求导得到地面轴线最大浓度模式：,(三)高架连续点源扩散模式（5）,是否有最大值？,三、污染物浓度的估算,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,连续点源的排放大部分是采用烟囱排放的。具有一定速度的热烟气从烟囱出口排出后，由于其初始动量和高温产生的浮力，可以使烟气上升至很高的高度。烟囱有效高度(H)为烟囱的几何高度(HS)与烟气抬升高度(H)之和。H HS+H,(一)烟气抬升高度的计算
13、(1),三、污染物浓度的估算,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,烟气抬升图示,(一)烟气抬升高度的计算(2),三、污染物浓度的估算,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,霍兰德公式比较保守，有时偏差较大布里格斯公式计算值与实测值比较接近，应用较广中国国家标准制定地方大气污染物排放标准的技术方法GB/T 13201-91,(一)烟气抬升高度的计算(3),烟气抬升公式,三、污染物浓度的估算,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,PG扩散参数法中国国家标准制定地方大气污染物排放标准的技术方法GB/T 13201-91,(二)扩散参数的确定,扩散参数,三、
14、污染物浓度的估算,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,(三)污染物扩散浓度的估算实例(1),某工厂位于城市远郊区，锅炉烟囱高度为85m,烟气抬升高度为87m，SO2排放率为50g/s。烟囱出口处平均风速为4m/s。试计算B类稳定度条件下，距烟囱1000m和2000m两处关心点位的地面轴线浓度贡献值。(已知:x1000，y156，z109;x2000，y279，z233),三、污染物浓度的估算,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,(三)污染物扩散浓度的估算实例(2),根据地面浓度公式:,距离 x(m)1000 2000 浓度(mg/m3)0.0674 0.0466
15、,四、卫生防护距离,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,卫生防护距离计算公式:,A、B、C、D卫生防护距离计算系数；Cn环境空气质量标准浓度限值，mg/m3；Qc工业企业有害气体无组织排放量可以达到的控制水平，kg/h；无组织排放源的等效半径，=(S/)0.5 m；L安全卫生防护距离，m。,注意计算方法标准的取样时间距离的提级 设置要求,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,根据环境影响评价技术原则与方法（国家环境保护局编著 北京大学出版社出版。1992年2月第一版），日平均浓度可按小时平均浓度通过时间修正计算，具体采用下式计算：Cd=Ch(60/1440)0.3 式中：Ch计算点的小时平均浓度，mg/m3。93版大气评价导则：1:0.33,五、大气环境影响评价实例,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,污染气象特征 大气环境影响预测,大气影响评价实例,
