结合风场的土壤重金属污染扩散过程模拟

为直观展示目标区域重金属污染元素汞(Hg)的污染范围、污染程度、污染扩散的过程,解决污染物在扩散过程中因受到风力的影响而产生与传统污染扩散模型结果有所出入的问题,针对目标区域的实际情况提出一种改进的污染扩散模型。在考虑到土壤重金属一般扩散规律的同时兼顾风向和风速等因素对污染扩散过程的影响,以求模拟得到目标区域土壤重金属污染更加符合实际情况的扩散过程。在完成对污染扩散模型算法的改进之后,结合Cesium开源框架实现在三维地球上对目标区域土壤重金属污染物Hg的扩散过程的可视化,在Web前端动态地展示研究区域Hg元素在传统扩散模型基础上结合风场因素的扩散过程。

城市气象条件与重污染扩散精细化预报技术研究

为解决城市气象预报不准确,污染扩散防控不及时等问题,对城市气象条件与重污染扩散精细化预报技术进行研究。在分析影响城市气象条件的基础上,建立重污染扩散影响参数,确定精细化标准。在不同气象条件下分析并计算污染程度,建立气象预报模型区分不同气象环境下污染物的干沉浸率和湿沉积率,获取空气污染物在城市上空的平均停留时间。根据污染物沉积速度及实际降水强度,构建空气污染条件下精细化预报模型,实现空气污染扩散精细化预报。实验结果表明,研究技术能有效预报城市气象变化情况,并实现重污染扩散精准预报。

城市环境下大气PM_(2.5)污染扩散路径与分布特征研究

在获取地形高程、交通道路、土地利用/覆盖、气象要素等数据的基础上,构建大气PM_(2.5)污染扩散模拟模型,完成大气PM_(2.5)污染扩散路径与分布特征分析。结果表明,在山区,污染物聚集,易被卷入涡旋和湍流中;在丘陵地区,污染物聚集于道路等排放源附近以及人类聚居处,随风向变化。平原地区的污染物聚集于工厂、道路等排放源附近以及人类活动频繁的地方,逐步扩散至周边地区,在绿地地区其排放量显著下降。PM_(2.5)浓度在冬季较高,夏季较低。研究区域西部地区的PM_(2.5)年均浓度较低,东部地区的PM_(2.5)年均浓度居中,中部、南部和北部地区的PM_(2.5)年均浓度较高。

连续强对流天气下重污染扩散概率预报研究

为了更好地掌握重污染在特定天气条件下的扩散规律,提出连续强对流天气下重污染扩散概率预报研究。在连续强对流天气下将污染划分为重度污染等级、中度污染等级和轻度污染等级;依据等级分类结果,分析重污染扩散概率预报具体要素,建立重污染扩散概率预报框架,预测在连续强对流天气下,不同污染等级的扩散概率,由此完成重污染扩散概率预报方法研究。实验结果表明,轻度污染类型变化情况明显比中度、重度污染类型更为显著,重污染扩散概率预报结果与实际变化情况相符,表明所提方法具有较高的预报精度。

港口油气污染扩散及源强计算方法分析

在经济快速发展的背景下,港口业务十分繁忙,港口内的船只除运输常规货物外,还有部分油气运输船,此类船只会对港口造成一定的污染。故以港口油气污染扩散及源强计算为研究内容,以某地区港口为例,通过实验的方式,对港口油气污染情况加以分析。同时基于所在地区的气候条件,完成监测点的设置,并应用合适的计算方法,确定油气污染源强。结果表明,该港口水域油气污染扩散情况较为乐观,不会大规模扩散。希望通过研究,为相关行业提供借鉴。

地下水污染扩散模拟与三维可视化技术在环境监测中的应用研究

本文介绍了地下水污染扩散模拟和三维可视化技术,详述了两者结合的优势和前景。通过实验设计和数据收集,本研究探讨了数值模型的发展及其可视化,并对这些发现进行了分析,以评估模拟和3D可视化的结果。最后,提出了技术改进和创新的方向,从而为地下水污染扩散模拟和三维可视化技术的集成和发展提供了见解。地下水污染扩散模拟技术准确描绘了污染物的迁移模式,而三维可视化则生动展示了污染扩散过程,两者的结合可以显著提高环境监测的效率和准确性。

城市小区气象与污染扩散数值模式建立的研究

建立了一个城市小区尺度模式 .该模式为三维非静力高分辨 ,取k ε湍流闭合方案 .除考虑空气动力学作用外 ,引入了作为城市特征的街区建筑物布局及其高度、朝向和对短波辐射的遮蔽以及不同地表利用类型等特征影响 ,用强迫 恢复法计算地面温度 ,同时加入了污染物平流扩散方程 .模式经专门布置的实测资料验证并用其模拟了北京一个小区中的气象条件和污染物扩散特征 .结果表明 :模式能够较合理地反映由于建筑物遮蔽造成的温度差异以及不同下垫面上的温度变化 ;能够较好地模拟实际气象条件下的气象要素场特征和不同建筑物布局和土地利用类型的气象要素场特征 ,风场与观测比较一致 ;NOx 浓度的模拟基本上反映了小区整体污染物浓度的变化趋势和特征 ,与观测值有一定的可比性 ;模式对不同城市小区可有良好的模拟能力 .

采用数值风洞模型对热电厂烟塔合一大气污染扩散的研究

随着城市的快速建设,城市建筑的高度和体量不断增加,同时大气污染源的排放方式和排放状态也与从前发生了很大的变化,特别是热电厂采用烟塔合一排放方式的出现,对常规应用的稳态远距离以统计学为基础理论的高斯大气预测方法提出了挑战。目前国内外广泛使用的大气污染物预测模式——德国模式在烟塔合一排放方式的预测上存在着许多关键性问题,如大风下洗条件下,冷却塔附近空腔区的大小和范围、空腔区污染物最高地面浓度等无法给出准确的预测结果。为准确预测烟塔合一排放方式的大气污染物扩散情况,采用一种新的大气污染物扩散的预测模式——数值风洞模型进行模拟预测研究,预测结果表明,在烟塔合一排放方式下,大气污染物最高地面浓度随风速增加而增加,同时在冷却塔下风向存在负压区,污染物在该区域高浓度聚集。且在夏季6.0m/s风速下,冷却塔下风向最高地面浓度出现峰值,属于最不利的气象条件。数值风洞模型可利用图形化手段实现对空腔区产生、变化、破碎至再生成的全过程描述,从而建立了一种大气污染预测的重要手段。

基于大气污染扩散模型的空气污染多维动态可视化表达研究

针对现有空气污染可视化表达方法不能有效集成地理信息、可视化效果差、信息维度低的问题,基于大气污染扩散模型模拟计算结果进行了三维空间空气污染多维动态可视化表达研究,提出了空气污染的多维动态可视化表达方案,详细论述了空气污染研究区域三维地理场景构建、污染浓度值与颜色的映射、基于切片的空气污染表达、基于立方体的空气污染表达、任意垂直线/面的空气污染表达等5种空间污染可视化表达方法与关键技术。最后以珠三角空气污染扩散模拟为例,开发了原型系统,进行了5种时空可视化表达与分析试验。试验结果表明,所采用的技术方案能够有效集成高精度大范围地理信息,能实现较好的空气污染可视化表达效果,能有效反映空气污染的时空分布,可以为空气污染管理人员提供有效的决策支持。

基于HYSPLIT4.8的常州市大气污染扩散应急响应系统研究

利用中尺度数值预报模式、大气扩散模式及地理信息系统软件建立了常州市大气污染扩散应急响应系统,该系统以中尺度数值模式CWRF输出的大气背景场作为气象初始场,运用美国国家海洋大气局(NOAA)最新开发的大气污染扩散模式HYSPLIT4.8计算大气污染物的轨迹、扩散、沉降浓度及扩散范围,采用叠加了常州、金坛和溧阳加密观测站点的地理信息系统软件(GoogleEarth)精确地显示出大气污染物的传播路径、影响区域和污染物浓度的变化情况。

北京石景山区大气污染扩散对市区影响的半定量分析

用北京地区的实测气象资料 ,结合风场诊断、轨迹分析和随机游走模拟方法 ,分析石景山区大气污染排放对北京市区的可能影响 .结果表明 ,石景山区污染物的输送扩散特性密切依赖于当地中尺度风场的不同类别 .天气系统影响、地形中尺度环流以及其它不确定风场的交互作用 ,使石景山区大气污染扩散总体具有南 北向分布的特点 ,平均影响偏于其所在的市区西部一侧 .对市区的浓度影响由西向东递减 ,显著影响区域的东界大体为海淀、丰台一线 .秋冬季冷锋过境前的小风条件易造成污染物局地累积 ,当其缓慢移过市区时 。

区域复杂地形大气污染扩散的模拟研究

围绕复杂地形区域尺度大气污染物的扩散问题,以贵州西部山区"西电东送"大型火电厂六枝电厂所在区域为例,采用局部嵌套的高分辨率复杂地形大气扩散模式系统,模拟了该区域大气边界层气象场和污染物散布的浓度场,给出二级空气质量标准下各级保证率的小时平均和日均浓度分布,进而得出其年均浓度分布,分析其时空分布及变化特征,研究了山区复杂地形上大气污染物的扩散特性和散布规律。

苏州城市热岛对污染扩散的影响

由于城市环境对污染扩散的影响主要包括热力作用和动力作用,以苏州市为例,利用南京大学空气质量预报系统(NJU-CAQPS),设置存在热岛影响和消除热岛影响两组敏感性试验,将城市的热力和动力作用进行区分,研究了城市热岛对苏州污染扩散的影响。结果表明:城市热岛增加了大气不稳定性,产生了向市区辐合的热岛环流,加大了市区上空的垂直速度,增加了城市大气的扩散能力。城市热岛总体上使地面污染物浓度下降,城区PM_(10)和PM2.5减少约5×10-9kg·m-3,城区气溶胶各成分浓度及空气质量指数AQI都有不同程度的减少,而地面能见度则相应增加,城市热岛使市区能见度增加约0.5 km。在180 m高度以上,城市热岛使PM_(10)和PM2.5浓度上升,气溶胶各成分都有不同程度的增加。在400 m高度左右,城市热岛环流可使PM_(10)和PM2.5增加,最大可达11×10-9kg·m-3和9×10-9kg·m-3左右,同时使水平能见度下降。城市建筑的动力效应可大幅度降低市区风速,使大气扩散能力减弱,热岛作用(热力作用)和建筑的动力作用相反,但热岛对污染扩散的有利作用小于建筑动力学效应的不利作用。

城市大气污染扩散GIS模拟分析——以福州市为例

以福州市为例,分析了GIS在环境模型研究中的主要应用范围;剖析了GIS与环境模型结合的三种层次。在 GIS技术支持下建立了城市点源和线源大气污染扩散模型,采用大气污染扩散模型与GIS的嵌入式的紧密集成技术,进行福州市大气污染扩散模拟,直接采用等值线的方式表达大气污染物在不同气象条件下空间分布模拟结果, 为城市大气污染源的管理和时空模拟提供了一个良好的可视化分析环境。模拟结果表明:2000年福州市区工业路附近区域与福新路附近区域出现SO2高浓度;湖东路、八一七路、福新路、六一北路围成区域出现NOx高浓度,为机动车污染严重的区域。污染物浓度分布与污染源的空间分布和排放量密切相关。

基于GIS和Surfer的工业点源大气污染扩散模拟

采用组件GIS和Surfer,建立了基于高斯扩散的大气污染扩散预测系统,用以模拟工业点源污染对区域大气质量的影响,实现了工业点源下风向预测点污染物浓度的准确预测,并将生成的大气污染物扩散等值线图在MapObjects中与影响区的电子地图进行叠加,直观地显示了每个区域受此工业点源污染的程度,为城市空气环境问题的管理和决策提供了科学的依据。

工业点源大气污染扩散空间信息系统

开发了一个基于高斯扩散的大气污染扩散空间信息系统,用于模拟工业点源污染对区域大气质量的影响。该工业点源污染模型包括工业点源数据库、扩散参数、气象条件和大气质量评价4个主要数据库。用该模型计算上海市主要工业区的SO2排放,结果表明,该模型为模拟SO2污染扩散提供了一个有效便捷的方法。

城市大气污染扩散监测模型的理论与试验研究

结合城市大气污染的具体情况 ,在理论分析的基础上 ,通过风洞实验对特定条件下的城市大气污染模型进行了模拟试验研究 ,建立了适合一定条件下城市大气污染物扩散的数学和物理模型 ,在此基础上对试验数据进行了分析和处理 ,得到了特定条件下城市大气污染的一般规律 。

胶州湾环流和污染扩散的数值模拟Ⅴ、胶州湾变空间步长的嵌套模型

在对某一海域的流场进行数值模拟时,尽量提高目标水域的分辨率是普遍追求的目标之一。本文以胶州湾为例,提出了一个大、小网格嵌套的数值模型,并对海域内的防波堤狭长岛屿等视为线边界进行了数值处理,得到了满意的计算结果。

闽江口水动力和污染扩散数值模拟

本文建立了闽江口二维水动力、污染扩散数值模型，模型采用ADI双向隐式求解。在水动力模拟中，对岸界的丁坝采用线性边界进行拟合，并考虑到河口区侧向摩擦作用；在污染扩散摸拟中，用动态拟合的方法对浓度水边界进行了较为合理的改进。计算结果表明，本模型是成功的。

基于C#与Surfer Automation完成大气污染扩散等值线自动化生成

等值线图绘制是大气扩散研究工作中的一项重要内容。基于C#编程技术,通过Surfer Active X Automation接口技术,在程序中实现了对Surfer等值线图绘制各方法和属性的调用,完成了等值线图的程序化批量绘制,并应用此技术实现了大气污染扩散的动态演示。该技术的运用使得大批量规格化绘制等值线图、向量图等变得简单易行,有助于提高研究人员的工作效率。