基于CALPUFF大气扩散模式空气环境总量控制对策研究

本文基于CALPUFF大气扩散模式与MM5气象模拟技术,深入开发、解析污染源普查数据,通过对主要污染物源解析和环境质量实测数据拟合,分析区域污染源排放对空气环境质量的影响,研究各类污染源总量控制多种方案,最终提出与环境容量相适应的总量分配方案和相关控制对策,并为包头市中心城区环境质量达标制定控制方案,为科学利用区域大气环境容量提供技术支持。

利用CALPUFF大气扩散模式对氟化物总量控制研究

简单介绍了CALPUFF大气扩散模式的组成结构及基本原理,以包头市为例,对包头市大气氟化物污染进行现状模拟,准确得到各污染源对各控制点的浓度贡献,并分析其浓度贡献率。为了有效的控制氟污染现象,利用CALPUFF大气扩散模式对包头市城区大气氟污染进行总量控制研究,通过各污染源的浓度贡献率进行排氟削减,给出目标值的允许排放量,达到包头市排氟总量的控制目标。最终计算结果表明:包头市2010年氟化物的允许排放总量为2 074.8t,削减量为581.8 t,削减率为21.9%。

不同大气稳定度分类法及扩散参数方案对CALPUFF模拟结果的影响及拟合湍流方案的研究

通过沿海某核电厂址在不同大气稳定度条件下开展的示踪试验,验证了CALPUFF模式中三种大气扩散参数方案在不同大气稳定度条件下的数值模拟效果。研究结果表明,实测湍流方案的模拟效果受大气稳定度分类结果的影响较小,综合评估结果最好。在模式模拟大气稳定度分类结果和基于气象塔实测数据的大气稳定度分类结果一致的条件下,微气象方案模拟结果略差于实测湍流方案模拟,好于PG方案。在环评重点关注的不利天气条件下,采用微气象方案或PG方案的模拟结果可能会与实际浓度分布结果有偏差。为了解决长期实测湍流数据不易获取的问题,将用于大气稳定度分类的气象塔实测数据及对应时段的湍流观测资料进行拟合,构造出各大气稳定度条件下湍流脉动标准差方程。统计结果表明,结合了大气稳定度指标的拟合湍流方案模拟效果良好,对于提高核电厂大气扩散模拟效果具有一定的实用意义。

CALPUFF模型在模拟核电站事故源项大气扩散中的应用

利用CALPUFF高斯烟团大气扩散模型,以放射性核素131I为例对大亚湾核电站一旦发生冷端双端断裂事故源项可能出现的大气扩散进行模拟,模拟放射性核素131I在典型气象条件下的空气时间积分浓度和地面沉积浓度分布,可以为核电站事故的环境影响评价方法提供参考。

CALPUFF在复杂地形条件下的近场大气扩散模拟研究

利用在湖南省丘陵河谷地区开展的高时空分辨率大气扩散综合实验资料,研究美国国家环保局(USEPA)推荐的导则模式CALPUFF(California Puff Model)在复杂地形条件下近场应用的适用性。采用不同时间分辨率的诊断风场和不同扩散参数计算方案,模拟不同气象条件下的近场地面浓度分布。通过与示踪实验实测采样浓度对比分析,得到:采用实测湍流廓线资料计算扩散参数能够较好地模拟近场浓度分布;将实测湍流速度标准差与稳定度参数的拟合关系替代CALPUFF默认的湍流参数化方案,能够改进默认相似性理论方案的模拟结果;风速较大、风向稳定时,模拟结果对风场的时间分辨率和扩散参数计算方案的敏感性较弱;风速较小、风向多变时,需采用逐10 min风场模拟地面浓度场分布,且实测湍流方案模拟结果相较于相似性理论方案模拟值偏大,并更接近实测值。总之,采用逐时风场和实测湍流方案,或逐10 min风场和修正后的相似性理论方案的CALPUFF模式能较好地模拟研究区域复杂地形的近场峰值浓度。

大气扩散CALPUFF模型技术综述

介绍了CALPUFF模式系统的理论知识,以及在应用尺度、适用范围、气象与地形预处理、特殊计算功能模块等方面的特点和优势,综述了其模式验证及在国内的应用情况,提出了模型在应用方面的局限性。

核事故条件下的大气扩散模式及应用

本文介绍一个适用于核事故条件的大气扩散模式 (粒子 烟团模式 )的建立与调试。模式在模拟大气扩散的粒子随机游走方法中引入类似于扩散烟团的核函数概念 ,用以反映单个随机游走粒子所代表的污染物质的空间影响范围。模式解决了随机游走粒子与核函数“烟团”耦合后反映扩散物理真实过程的一致性问题 ,在约 2 0 0km的范围内模拟结果与理论结果相一致。与代表实际大气典型扩散状况的高斯烟羽模式的结果进行定量比较 ,表明本模式结果在 1 0km的范围内总体合理 ,但在近源处有系统偏小。模式瞬时浓度的涨落相对于平均轴线浓度大体控制在 2 0 %～ 3 0 %的范围内。将模式应用于秦山地区的实际地形和气象条件进行实例测试表明 。

中国法规大气扩散模式及其与其他模式的比较

介绍了中国法规性大气扩散模式（ＣＲＡＤＭ），分析了ＣＲＡＤＭ和西方一些模式（如ＨＰＤＭ，ＡＭＳ）的差别。采用同样条件作为输入，比较并讨论了ＣＲＡＤＭ，ＨＰＤＭ和ＡＭＳ在各方面的性能差异。分析了中国大气扩散模式在环境影响评价应用中出现的一些问题，提出了改进建议。特别地，研究表明中性条件下Ｂｒｉｇｇｓ烟气抬升公式对实际抬升有过高估计。

大气扩散高斯模式的灵敏度系统分析

对大气扩散高斯模式各参数进行灵敏度分析 ,了解各因素对大气污染物扩散的灵敏程度 ,结果表明提高烟囱高度对于降低污染源附近的浓度是行之有效的方法 ,而要降低污染源远处的浓度 。

基于GRAPES模式的广州地区大气输送扩散参数及其对PM_(2.5)预报的应用

利用2010年11月—2011年11月广州地区PM2.5逐时监测资料以及GRAPES模式计算的四种大气输送扩散参数预报值,分析评估模式描述四种大气输送扩散参数的性能及其预报广州地区PM2.5浓度的可行性,结果表明：GRAPES模式不同时刻起报的地面通风系数、平均通风系数和湍流动能的预报稳定性与一致性较好,而垂直交换系数相对较差。垂直交换系数、地面通风系数、平均通风系数和湍流动能的量级分别为101、103、103和10-1~100。PM2.5浓度与大气输送扩散参数呈显著负相关,其中PM2.5与14时起报的垂直交换系数相关性最好。使用临界成功指数CSI对PM2.5浓度进行预报检验,得到垂直交换系数对PM2.5的预报稳定性较好,垂直交换系数能大概判别PM2.5为＂污染＂与＂清洁＂情况,临界成功指数部分可达70%。垂直交换系数与PM2.5浓度存在显著的超前滞后相关,预报PM2.5浓度是否为＂污染＂与＂清洁＂可同时参考原序列及滞后序列的预报效果。

基于熏烟扩散模式的大气环境影响预测和评价——以湘潭县某新建炼锌厂为例

近年来,工业的快速发展导致我国环境污染不断加剧。大气环境污染是影响面最广,对人群的损害也是最直接和不可避免的污染类型。以湘潭县某新建炼锌厂工程项目为例,根据该项目区的气象环境概况,依据环评导则选取对应的大气扩散模式及恰当的有关参数,预测分析工程运营后污染源薰烟小时地面的贡献浓度,并利用预测结果分析了在熏烟情况下各污染物异常排污时,氨气对2000m处居民有严重影响,粉尘、SO2、烟尘主要表现在对工业区周围100m的影响,可见对工业区的大气环境影响预测与评价的研究具有积极的理论意义和现实意义。

大气封闭型扩散浓度估算模式细探

从大气封闭型扩散实际反射路径分析入手 ,引入上下边界不同的反射率与污染物衰减系数 ,得出比以往公式更具一般意义的大气封闭型扩散的污染物浓度估算公式 ,特别适用于边界具有一定吸收能力与污染物质有衰减的情况 ,从而有效改进污染贡献的估算精度。文中展示的示意图 ,纠正了以往示意图的错误。

论边界层中的大气扩散PDF模式

基于大气扩散Ｋ理论，用作为风速脉动均方差和拉氏时间尺度函数的湍流交换系数，得到了直接利用风速脉动几率密度而不用扩散参数的大气扩散ＰＤＦ模式。分别研究了对流边界层上升气流区与下降区垂直速度的统计特征，求得双正态ＰＤＦ模式。在给定ＣＢＬ自身参数如对流特征速度ｗ＊，顶高ｈｉ和源高度上的平均风速时，该模式计算出的无量纲浓度分布与室内外测试结果一致。

焦作市城区大气污染物SO_2扩散模式的建立及应用

对几种常用的大气污染物扩散模式和焦作城区大气SO2污染状况进行了分析,建立了适合于焦作市城区大气SO2污染的解析模型,在模型中尝试性地将面源污染产生的质量浓度贡献转化到背景值中计算,简化了解析模型;利用该模式计算1996～2000年焦作市城区大气中的SO2质量浓度并与监测数据进行对比分析,结果表明该模型适合研究区的实际情况.

大气扩散模式预测计算软件的开发

结合Microsoft Visual Basic(VB)语言的编程特点,探讨了大气环境影响评价计算机软件系统的理论基础、设计思想和应用程序编制的实现方法,编制了专门处理大气扩散模式浓度计算的应用程序,避免了大量繁杂的手工计算工作,使计算快速、准确,提高了环境影响评价工作的质量。

小风和静风状态下TSP大气扩散模式的理论推导

以移动烟团积分模式为基础，采用数学模型分析法，从理论上导出了小风和静风状态下的ＴＳＰ大气扩散模式。该模式描述了重力沉降和地面不完全反射对颗粒物大气扩散过程的影响；与现有的大气扩散模式体系完全相容。

发烟剂大气扩散高斯模式与随机游动模式比较

对国内外文献报道的两种适合烟幕点源的大气扩散模式──高斯模式与随机游动模式进行了比较和总结,在模式推导原理和实际应用两方面分析了两种模式的优点和局限性.提出在稳定的大气条件下可选用成熟的高斯扩散模式;当大气条件较复杂,且参数选取已有可靠的经验值时应选择随机游动扩散模式.

复杂地形上边界层和大气扩散的中尺度数值模式和模拟

本文论述了一原始方程中尺度模式的设计和发展,该模式是三维的。这个模式采用的是高分辨行星边界层参数化。为了改进高分辨行星边界层物理的描述,还导出了一个湍流动能方程,并采用了K—e闭合。 文中首先给出了基本方程组和平均方程组,然后,导出了一个在地形坐标系中相一致的平均方程组,在引入湍能方程和K—e闭合后,着重讨论了行星边界层参数化;在数值方法中,发展了一种隐式立方样条函数法,用于计算平流项。 为了检验模式物理过程的考虑、边界层参数化、有限差分格式以及边界条件的处理,我们进行了具有高分辨的两维模式模拟结果和观测结果的比较。

几种大气污染扩散模式的应用比较

几种大气污染扩散模式应用比较表明:CAPPS模式应用于国内一些城市空气污染预报,方法简单;NAQPM模式对物理、化学过程的处理、气象场模拟、污染源排放、地域环境特征、数据处理分析与计算均采用较为科学的方案;ISC在污染源排放清单和气象参数确定方面更加细致、准确;ADMS的主要特色是应用的多功能性,主要用于环境容量测算、环境质量评价方面以及大气污染预报等;Models-3模式对各种大气污染物浓度分布实施有效预测,进行较为全面的空气质量控制策略的评估。大气污染扩散模式的不断完善,使得空气质量控制和管理更加富有成果。

工程项目大气环境影响评价的扩散模式计算

工程项目对大气污染影响的定量预测是通过大气扩散模式计算来实现的。本文根据近年实践经验,对大气扩散模式的选用、扩散参数的确定及修正、地面长短期浓度的计算和计算结果的验证等方面作了较为系统的介绍,以供环境影响评价工作者参考。