复杂地形城市冬季大气污染的数值模拟研究

采用中尺度大气动力模式与大气扩散模式相结合的方法 ,针对复杂地形条件下兰州市冬季无明显冷空气入侵天气过程时段 (1994年 12月 2～ 3日 )的大气污染状况 ,进行污染物 (二氧化硫和烟尘 )浓度分布的数值模拟研究 ,分析了模拟的风场和气温层结随时间的变化以及污染物浓度的分布及其变化 ,进一步分析了模拟的风场和气温层结与污染物浓度分布的关系。结果表明 ,该模式系统对兰州市大气边界层结构及污染物浓度的分布有较好的模拟能力 。

兰州新区近地层风场时空特征分析

利用兰州新区2014年1-12月秦川金家庙、西岔段家川、新区东南角、黑石川和平4座70 m风塔和新区城区4个10 m高度自动气象站逐10 min风向风速观测资料,分析了兰州新区盛行风向、风速、污染系数时空分布特征。结果表明:新区周围地形复杂,盛行风向、风速及污染系数等要素随高度、时间、位置均有变化。观测年内,新区测风塔70 m高度年盛行风向为东北风及相邻方向,该方向平均风速最大;新区偏北的两个风塔(秦川金家庙和西岔段家川)西北至偏北方向污染系数较小,新区偏南两个风塔(新区东南角和黑石川和平),偏北及相近方向污染系数较小。测风塔10 m高度各观测点盛行风向、风速和污染系数与70 m均有明显差异,4个风塔的风场特征也显著不同。各观测点各高度均有静风天气出现,70 m高度静风频率4.2%~13.5%,10 m高度静风频率5.6%~11.5%;各塔风向有较明显的季节变化特征,秋、冬季盛行风向接近,春、夏季盛行风向接近;新区风向日变化呈现出山谷风特征,白天盛行风向多为东南风或西南风,夜晚多为东北风和偏东风。

2006—2007年南昌市城郊地带的酸雨特征

为了解南昌地区酸雨现状,通过对南昌农区、郊区、市区布设观测点,根据有关监测数据资料,对2006—2007年酸雨pH值、酸雨频率、酸雨成分、空气污染状况进行了统计分析。结果表明,3个测点观测的南昌地区酸雨年均pH值处强酸性标准,3测点酸雨发生概率为88%～97%,9—4月酸雨较重、5—8月减弱,酸雨pH值与空气污染物浓度有极显著相关关系。酸雨呈硫酸性酸雨,主要阴离子为SO24-、NO3-、Cl-,阳离子为NH4+、Ca2+、K+,且SO24-/NO3-比值较小。农田保护区因处于城市及工业污染源下风向,降水总离子及SO24-浓度较高,酸雨强度不亚于城市。在新设工业园及迁出企业布局上,应考虑设于较小风频方位,以减轻南昌农田保护区及城市污染,建议选择城市西北、东南侧安排新设排放源。

上海地区地面风向对空气污染物浓度的影响

利用 2 0 0 0年 6月至 2 0 0 2年 1 2月上海地区空气污染物浓度和地面风向资料 ,统计了月平均污染物浓度随偏西风频率的分布 ,两者具有一致的趋势。首要污染物PM1 0 平均浓度风玫瑰图显示高浓度对应偏西风向的出现 ,各季节均表现出此特性。由于冬、夏半年主导上海地区的天气系统的不同 ,分冬半年和夏半年统计了各污染物浓度日变化随风向日变化的均值和标准差 ,当风向由非西风转为偏西风或连续受偏西风影响时 ,污染物浓度有所上升 ,不同污染物间 ,PM1 0 浓度对地面风向的改变较SO2 和NO2

1 000 MW直接空冷发电机组凝汽器传热性能试验研究

不同工况下空冷凝汽器的换热性能,是火电直接空冷机组设计、优化和运行的主要依据。针对实际运行的1 000 MW超超临界直接空冷机组,对其凝汽器进行了夏季、冬季和秋季工况的试验研究。试验获得了夏季和冬季工况下凝汽器翅片管束迎面风速的分布和壁面温度的分布,发现翅片管束迎面风速分布从上至下逐渐增高,而管束壁面温度分布对于顺流单元从上至下逐渐降低,对于逆流单元从上至下逐渐增高;获得了顺流翅片管束的易结冻区域;获得了秋季工况下1 000 MW空冷机组空冷凝汽器空气侧努赛尔数和雷诺数之间的无量纲关联式。

基于多域POI定位与双缓解风向引导的潜在城市通风廊道筛选模型

伴随着城市工业化的粗犷发展,热岛效应和雾霾现象也急剧加重。但由于城市温度和污染物的交错区域分布,使得以区块为单位的通风廊道模糊选取的传统方法难以综合考虑温度引导和污染物引导,导致通风廊道构建位置的选取产生了不容忽视的误差。因此,本文提出MDP-DMW模型,用以改进通风廊道的选取方法,并对该模型的关键内容进行阐述:(1)以百度地图为数据源,通过爬虫技术获取研究区POI数据;(2)分别计算3种分布:通过python与GDAL处理遥感数据计算城市地表温度分布;基于Gis技术将地面PM2.5监测值,POI数据以及PM2.5浓度的6个相关因子进行空间叠加获取数据集,通过随机森林模型计算样本点污染物数据,然后采用普通克里金插值法计算城市污染物浓度分布;以建筑物密度和建筑物高度为数据源,通过计算城市天空开阔度与地表粗糙程度估算通风潜力分布;(3)基于3种分布结果分别进行高温、高污染物浓度、高通风潜力区域的模拟定位,以模拟定位区域中的POI地理属性为依据,结合百度地图进行定位寻址,分别确定各分布结果的高值结点实际地理位置;(4)分析研究区风环境,按照双缓解风向引导原则将通风潜力分布的高值结点区域连接构建多条模糊廊道,在各模糊廊道线路上结合POI属性定位,选择合适的“通风补偿点”作为通风廊道中间结点,分别贯通各模糊廊道上的通风廊道中间结点即为城市潜在的通风廊道。本文采用MDP-DMW模型,以西安市为研究区,最终识别出了7条潜在的城市通风廊道,并给出了合理的规划管控建议。

顾及风向和风速的空气污染物浓度插值方法

随着经济的快速发展,中国大部分地区空气污染状况日趋严重。空气污染物浓度插值对于进一步分析污染物时空分布情况,估计不同地区人群的暴露风险,制定防范措施具有重要作用。然而,现有空间插值方法由于没有充分考虑风向和风速因素对于污染物扩散的影响,故直接应用于空气污染物浓度插值,会对插值结果造成不利的影响。因此,本文提出一种顾及风向和风速的空气污染物浓度插值方法(Direction-Velocity IDW,DVIDW)。该方法首先根据离散气象站点处的风向和风速数据建立风场表面,然后利用风场数据计算空气污染物的扩散距离,根据扩散距离计算风场中待求点与采样点间的最短路径距离,最后由最短路径距离替代欧式距离进行反距离加权插值。本文分别采用2组实际空气污染物浓度数据,对DVIDW方法和其他常用的空间插值方法进行实验对比分析,验证了本文方法的可行性和优越性。