大氣擴(kuò)散濃度估算模式

1、第四章 大氣擴(kuò)散濃度估算模式4.1 污染源的東側(cè)為峭壁，其高度比污染源高得多。設(shè)有效源高為H，污染源到峭壁的距離為L(zhǎng)，峭壁對(duì)煙流擴(kuò)散起全反射作用。試推導(dǎo)吹南風(fēng)時(shí)高架連續(xù)點(diǎn)源的擴(kuò)散模式。當(dāng)吹北風(fēng)時(shí)，這一模式又變成何種形式？解：吹南風(fēng)時(shí)以風(fēng)向?yàn)閤軸，y軸指向峭壁，原點(diǎn)為點(diǎn)源在地面上的投影。若不存在峭壁，則有現(xiàn)存在峭壁，可考慮為實(shí)源與虛源在所關(guān)心點(diǎn)貢獻(xiàn)之和。實(shí)源虛源因此+=刮北風(fēng)時(shí)，坐標(biāo)系建立不變，則結(jié)果仍為上式。4.2 某發(fā)電廠(chǎng)煙囪高度120m，內(nèi)徑5m，排放速度13.5m/s，煙氣溫度為418K。大氣溫度288K，大氣為中性層結(jié)，源高處的平均風(fēng)速為4m/s。試用霍蘭德、布里格斯（x<=10

2、Hs）、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1320191中的公式計(jì)算煙氣抬升高度。解：霍蘭德公式。布里格斯公式 且x<=10Hs。此時(shí) 。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1320191中公式計(jì)算，因QH>=2100kW，TsTa>=130K>35K。（發(fā)電廠(chǎng)位于城市近郊，取n=1.303，n1=1/3，n2=2/3）4.3 某污染源排出SO2量為80g/s，有效源高為60m，煙囪出口處平均風(fēng)速為6m/s。在當(dāng)時(shí)的氣象條件下，正下風(fēng)方向500m處的，試求正下風(fēng)方向500m處SO2的地面濃度。解：由大氣污染控制工程P88（49）得4.4解：陰天穩(wěn)定度等級(jí)為D級(jí)，利用大氣污染控制工程P95表44查得x=50

3、0m時(shí)。將數(shù)據(jù)代入式48得。4.4 在題4.3所給的條件下，當(dāng)時(shí)的天氣是陰天，試計(jì)算下風(fēng)向x=500m、y=50m處SO2的地面濃度和地面最大濃度。解：陰天穩(wěn)定度等級(jí)為D級(jí)，利用大氣污染控制工程P95表44查得x=500m時(shí)。將數(shù)據(jù)代入式48得。4.5 某一工業(yè)鍋爐煙囪高30m，直徑0.6m，煙氣出口速度為20m/s，煙氣溫度為405K，大氣溫度為293K，煙囪出口處風(fēng)速4m/s，SO2排放量為10mg/s。試計(jì)算中性大氣條件下SO2的地面最大濃度和出現(xiàn)的位置。解：由霍蘭德公式求得，煙囪有效高度為。由大氣污染控制工程P89 （410）、（411）時(shí)，。取穩(wěn)定度為D級(jí)，由表44查得與之相應(yīng)的x=

4、745.6m。此時(shí)。代入上式。4.6 地面源正下風(fēng)方向一點(diǎn)上，測(cè)得3分鐘平均濃度為3.4×103g/m3，試估計(jì)該點(diǎn)兩小時(shí)的平均濃度是多少？假設(shè)大氣穩(wěn)定度為B級(jí)。解：由大氣污染控制工程P98 （431）（當(dāng)，q=0.3）4.7 一條燃燒著的農(nóng)業(yè)荒地可看作有限長(zhǎng)線(xiàn)源，其長(zhǎng)為150m，據(jù)估計(jì)有機(jī)物的總排放量為90g/s。當(dāng)時(shí)風(fēng)速為3m/s，風(fēng)向垂直于該線(xiàn)源。試確定線(xiàn)源中心的下風(fēng)距離400m處，風(fēng)吹3到15分鐘時(shí)有機(jī)物的濃度。假設(shè)當(dāng)時(shí)是晴朗的秋天下午4：00。試問(wèn)正對(duì)該線(xiàn)源的一個(gè)端點(diǎn)的下風(fēng)濃度是多少？解：有限長(zhǎng)線(xiàn)源。首先判斷大氣穩(wěn)定度，確定擴(kuò)散參數(shù)。中緯度地區(qū)晴朗秋天下午4：00，太陽(yáng)高度

5、角3035。左右，屬于弱太陽(yáng)輻射；查表4-3，當(dāng)風(fēng)速等于3m/s時(shí)，穩(wěn)定度等級(jí)為C，則400m處。其次判斷3分鐘時(shí)污染物是否到達(dá)受體點(diǎn)。因?yàn)闇y(cè)量時(shí)間小于0.5h，所以不必考慮采樣時(shí)間對(duì)擴(kuò)散參數(shù)的影響。3分鐘時(shí)，污染物到達(dá)的距離，說(shuō)明已經(jīng)到達(dá)受體點(diǎn)。有限長(zhǎng)線(xiàn)源距離線(xiàn)源下風(fēng)向4m處，P1=75/43.3=1.732，P2=75/43.3=1.732；。代入上式得。端點(diǎn)下風(fēng)向P1=0，P2=150/43.3=3.46，代入上式得4.8 某市在環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)中，劃分面源單元為1000m×1000m，其中一個(gè)單元的SO2排放量為10g/s，當(dāng)時(shí)的風(fēng)速為3m/s，風(fēng)向?yàn)槟巷L(fēng)。平均有效源高為15m。

6、試用虛擬點(diǎn)源的面源擴(kuò)散模式計(jì)算這一單元北面的鄰近單元中心處SO2的地面濃度。解：設(shè)大氣穩(wěn)定度為C級(jí)，。當(dāng)x=1.0km，。由大氣污染控制工程P106 （449） 4.9某燒結(jié)廠(chǎng)燒結(jié)機(jī)的SO2的排放量為180g/s，在冬季下午出現(xiàn)下沉逆溫，逆溫層底高度為360m，地面平均風(fēng)速為3m/s，混和層內(nèi)的平均風(fēng)速為3.5m/s。煙囪有效高度為200m。試計(jì)算正下風(fēng)方向2km和6km處SO2的地面濃度。解：設(shè)大氣穩(wěn)定度為C級(jí)。當(dāng)x=2km時(shí)，xD<x<2xD，按x= xD和x=2xD時(shí)濃度值內(nèi)插計(jì)算。x= xD時(shí)，代入大氣污染控制工程P88 （49）得 x= 2xD時(shí)，代入P101 （436）

7、得；通過(guò)內(nèi)插求解當(dāng)x=6km>2xD時(shí)，計(jì)算結(jié)果表明，在xD<=x<=2xD范圍內(nèi)，濃度隨距離增大而升高。4.10 某硫酸廠(chǎng)尾氣煙囪高50m，SO2排放量為100g/s。夜間和上午地面風(fēng)速為3m/s，夜間云量為3/10。當(dāng)煙流全部發(fā)生熏煙現(xiàn)象時(shí)，確定下風(fēng)方向12km處SO2的地面濃度。由所給氣象條件應(yīng)取穩(wěn)定度為E級(jí)。查表44得x=12km處，。，。4.11 某污染源SO2排放量為80g/s，煙氣流量為265m3/s，煙氣溫度為418K，大氣溫度為293K。這一地區(qū)的SO2本底濃度為0.05mg/m3，設(shè)，m=0.25，試按環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)煙囪的高度和出口直徑。解：按大氣污染控制工程P91 （423）由P80 （323）按城市及近郊區(qū)條件，參考表42，取n=1.303，n1=1/3，n2=2/3，代入P91（422）得。環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值為0.06mg/m3（年均），代入P109（462） 解得于是Hs>=162m。實(shí)際煙囪高度可取為170m。煙囪出口煙氣流速不應(yīng)低于該高度處平均風(fēng)速的1.5倍，即uv>=1.5×1.687×1700.25=9.14m/s。但為保證煙氣順利抬升，出口流速應(yīng)在2030m/s。取uv=20m/s，則有，