大气污染物扩散模式

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1、1.湍流扩散的基本理论湍流扩散的基本理论2.高斯扩散模式高斯扩散模式3.污染物浓度的估算方法污染物浓度的估算方法4.特殊气象条件下的扩散模式特殊气象条件下的扩散模式5.城市及山区的扩散模式城市及山区的扩散模式6.烟囱高度设计烟囱高度设计扩散的要素扩散的要素n风风：平流输送为主，风大则湍流大平流输送为主，风大则湍流大n湍流：扩散比分子扩散快湍流：扩散比分子扩散快10105 510106 6倍倍n风、湍流是决定污染物在大气中稀释扩散的最直接因素。风、湍流是决定污染物在大气中稀释扩散的最直接因素。湍流的基本概念湍流的基本概念 n 湍流湍流大气的无规则运动大气的无规则运动 w风速的脉动（上、下）风速的

2、脉动（上、下）w风向的摆动（左、右）风向的摆动（左、右）起因与两种形式起因与两种形式 n热力：温度垂直分布不均（不稳定）热力：温度垂直分布不均（不稳定）n机械：垂直方向风速分布不均匀及地面粗糙度机械：垂直方向风速分布不均匀及地面粗糙度主要阐述湍流与烟流传播及湍流与物质浓度衰减的关系主要阐述湍流与烟流传播及湍流与物质浓度衰减的关系1.1.梯度输送理论梯度输送理论类比于分子扩散，污染物的扩散速率与负浓度梯度成正比类比于分子扩散，污染物的扩散速率与负浓度梯度成正比2.2.湍流统计理论湍流统计理论 泰勒泰勒图图4-1，正态分布，正态分布 萨顿实用模式萨顿实用模式 高斯模式（应用最为广泛）高斯模式（应用

3、最为广泛）n坐标系坐标系 右手坐标系（右手坐标系（食指食指x轴；中指轴；中指y轴；拇指轴；拇指z轴轴），），原点：原点：为无界点源或地面源的排放点，或者高架源排放为无界点源或地面源的排放点，或者高架源排放点在地面上的投影点点在地面上的投影点；x为主风向；为主风向；y为横风向；为横风向；z为垂直为垂直向向n高斯模式的高斯模式的四点假设四点假设 wa污染物浓度在污染物浓度在y、z风向上分布为正态分布风向上分布为正态分布wb全部高度风速均匀稳定全部高度风速均匀稳定wc源强是连续均匀稳定的源强是连续均匀稳定的wd扩散中污染物是守恒的（不考虑转化）扩散中污染物是守恒的（不考虑转化）高斯扩散模式的坐标系高

4、斯扩散模式的坐标系2222(,)exp()222yzyzqyzc x y zu 平均风速，平均风速，m/s；q源强，源强，g/s；y侧向扩散参数，污染物在侧向扩散参数，污染物在y方向分布的方向分布的标准偏差，标准偏差，m；z竖向扩散参数，污染物在竖向扩散参数，污染物在z方向分布的方向分布的标准偏差，标准偏差，m；稳态稳态三、高架连续点源扩散模式三、高架连续点源扩散模式 高架源须考虑到地面对扩散的影高架源须考虑到地面对扩散的影响。根据假设可认为地面就象镜响。根据假设可认为地面就象镜子一样对污染物起全反射作用，按子一样对污染物起全反射作用，按全反射原理，可用全反射原理，可用“像源法像源法”处理处理

5、把把P点污染物浓度看成为两部分（实源和像源）作用之和。点污染物浓度看成为两部分（实源和像源）作用之和。建立三个坐标系：建立三个坐标系：1、以实源在地面的投影点为原点；、以实源在地面的投影点为原点；P点点坐标为（坐标为（x，y，z）；）；2、以实源为原点；、以实源为原点；3、以像源为原点。、以像源为原点。（1）实源贡献：）实源贡献：P点在以实源为原点的坐标系中的垂直坐标为点在以实源为原点的坐标系中的垂直坐标为（z-H）。不考虑地面的影响，实源在）。不考虑地面的影响，实源在P点形成的污染物浓度点形成的污染物浓度为：为：2222()(,)exp()222yyyzqyzHc x y z Hu n实实源

6、源的的贡贡献献2222()(,)exp()222yyyzqyzHc x y z Hu n实实源源的的贡贡献献 1（2）像源贡献：）像源贡献：P点在以像源为原点的坐标系中的垂直坐点在以像源为原点的坐标系中的垂直坐标为（标为（z+H），像源在），像源在P点形成的污染物浓度为：点形成的污染物浓度为：2222()(,)exp()222yzyzqyzHc x y z Hu n像像源源的的贡贡献献2222()(,)exp()222yzyzqyzHc x y z Hu n像像源源的的贡贡献献 2222222()()(,)exp()expexp2222yyzyzqyzHzHc x y z Hu n实实际际浓浓

7、度度222222()()(,)exp()expexp2222yyzyzqyzHzHc x y z Hu n实实际际浓浓度度（x,y,z,H）2222(,0,)exp()exp()22yzyzqyHc x yHu 地地面面浓浓度度模模式式：取取z z0 0代代入入上上式式，得得2222(,0,)exp()exp()22yzyzqyHc x yHu 地地面面浓浓度度模模式式：取取z z0 0代代入入上上式式，得得22(,0,0,)exp()2zyzqHc xHu 地地面面轴轴线线浓浓度度模模式式：再再取取y y=0 0代代入入上上式式22(,0,0,)exp()2zyzqHc xHu 地地面面轴轴

8、线线浓浓度度模模式式：再再取取y y=0 0代代入入上上式式22(,0,0,)exp()2zyzqHc xHu yz上上式式，x增增大大，则则、增增大大，第第一一项项减减小小，第第二二项项增增大大，必必然然在在某某x 处处有有最最大大值值地地面面最最大大浓浓度度模模式式：考考虑虑地地面面轴轴线线浓浓度度模模式式22(,0,0,)exp()2zyzqHc xHu yz上上式式，x增增大大，则则、增增大大，第第一一项项减减小小，第第二二项项增增大大，必必然然在在某某x 处处有有最最大大值值yz上上式式，x增增大大，则则、增增大大，第第一一项项减减小小，第第二二项项增增大大，必必然然在在某某x 处处

9、有有最最大大值值地地面面最最大大浓浓度度模模式式：考考虑虑地地面面轴轴线线浓浓度度模模式式 yzconstd(,0,0,)0dzc xHmax22zyqcuH emax|2czx xH地面最大浓度模式（续）：地面最大浓度模式（续）：设设（实际中成立）（实际中成立）由此求得由此求得yzconstd(,0,0,)0dzc xHmax22zyqcuH emax|2czx xH地面最大浓度模式（续）：地面最大浓度模式（续）：设设（实际中成立）（实际中成立）由此求得由此求得2222(,0)exp()22yzyzqyzc x y zu 地地面面源源高高斯斯模模式式（令令H H0 0）：相相当当于于无无界界

10、源源的的2 2倍倍（镜镜像像垂垂直直于于地地面面，源源强强加加倍倍）2222(,0)exp()22yzyzqyzc x y zu 地地面面源源高高斯斯模模式式（令令H H0 0）：相相当当于于无无界界源源的的2 2倍倍（镜镜像像垂垂直直于于地地面面，源源强强加加倍倍）kzy设 zyk则)2exp(A)2exp(Q222222zzzzHHku上式变为：上式变为：）（）（）（）（）（22222222222222212)2exp(1)2exp(1A)2exp(1)2exp(1AzzzzzzzzzzHHHHH令令=0211022Hz2Hz22max2QQ)1exp(QHeueuuyzzyzzy一工厂在

11、源高一工厂在源高H=30m处以处以20g/s的速度排放的速度排放SO2，风速，风速为为3m/s，在下风向距离，在下风向距离1000m处，扩散系数分别取处，扩散系数分别取y=30m，z=20 m。计算烟流中心线上。计算烟流中心线上SO2的浓度；的浓度；中心线以左中心线以左60 m、以下、以下20 m处处 SO2的浓度。的浓度。粒径小于粒径小于15m的颗粒物可按气体扩散计算的颗粒物可按气体扩散计算大于大于15m的颗粒物：倾斜烟流模式的颗粒物：倾斜烟流模式w 地面反射系数地面反射系数2222(1)(/)(,0,)exp()exp222tyzyza qyHv x uc x yHu 2pp18tdgv2

12、222(,)exp()222yzyzqyzc x y zu 222222()()(,)exp()expexp2222yyzyzqyzHzHc x y z Hu n实实际际浓浓度度222222()()(,)exp()expexp2222yyzyzqyzHzHc x y z Hu n实实际际浓浓度度2222(,0,)exp()exp()22yzyzqyHc x yHu 地地面面浓浓度度模模式式：取取z z0 0代代入入上上式式，得得2222(,0,)exp()exp()22yzyzqyHc x yHu 地地面面浓浓度度模模式式：取取z z0 0代代入入上上式式，得得yzconstd(,0,0,)0

13、dzc xHmax22zyqcuH emax|2czx xH地面最大浓度模式（续）：地面最大浓度模式（续）：设设（实际中成立）（实际中成立）由此求得由此求得yzconstd(,0,0,)0dzc xHmax22zyqcuH emax|2czx xH地面最大浓度模式（续）：地面最大浓度模式（续）：设设（实际中成立）（实际中成立）由此求得由此求得22(,0,0,)exp()2zyzqHc xHu 地地面面轴轴线线浓浓度度模模式式：再再取取y y=0 0代代入入上上式式22(,0,0,)exp()2zyzqHc xHu 地地面面轴轴线线浓浓度度模模式式：再再取取y y=0 0代代入入上上式式q 源强

14、源强 计算或实测计算或实测 平均风速平均风速 多年的风速资料多年的风速资料 H 有效烟囱高度有效烟囱高度 、扩散参数扩散参数uyz烟云抬升的原因有两个：烟云抬升的原因有两个：是烟囱出口处的烟流具有一初始动量（使它们继续垂直是烟囱出口处的烟流具有一初始动量（使它们继续垂直上升）；上升）；是因烟流温度高于环境温度产生的静浮力。是因烟流温度高于环境温度产生的静浮力。这两种动力引起的烟气浮力运动称这两种动力引起的烟气浮力运动称烟云抬升烟云抬升，烟云抬升有，烟云抬升有利于降低地面的污染物浓度。利于降低地面的污染物浓度。1.烟气抬升高度的计算烟气抬升高度的计算 初始动量：初始动量：速度、内径速度、内径浮力

15、：烟温度浮力：烟温度烟气抬升烟气抬升sHHHsHH烟烟囱囱几几何何高高度度抬抬升升高高度度有有效效源源高高sHHHsHH烟烟囱囱几几何何高高度度抬抬升升高高度度有有效效源源高高（1）Holland公式公式：当大气稳定度为中性，计算烟气抬升当大气稳定度为中性，计算烟气抬升高度时，经常使用霍兰徳公式：高度时，经常使用霍兰徳公式：Holland公式比较保守，特别在烟囱高、热释放率比较强的情况下。公式比较保守，特别在烟囱高、热释放率比较强的情况下。在实际计算中，不稳定条件在实际计算中，不稳定条件(A、B稳定度稳定度)，H 需增加需增加1020；稳定条件稳定条件(D、E、F稳定度稳定度)，H 需减少需减

16、少1020。3ssaHs1(1.52.7)(1.59.6 10)sv DTTHDv DQTuukWkW抬升高度计算式抬升高度计算式 H1 1/32/3sH1 1/32/3sH21000kW 10 =0.362 10 =1.55当时sQxHHQxuxHHQHuH1 1/31/3H3/52/5Hs6/5 3/53/5Hs21000kW 3*=0.362 3*=0.332 *=0.33当时QxxHQxuxxHQHxQHu（2）Briggs公式：适用不稳定及中性大气条件公式：适用不稳定及中性大气条件不稳定或中性大气下，布里格斯公式用来确定不同的热释放不稳定或中性大气下，布里格斯公式用来确定不同的热释放

17、率和下风向距离条件下的烟气抬升高度：率和下风向距离条件下的烟气抬升高度：（3 3）我国）我国“制订地方大气污染物排放标准的技术方法制订地方大气污染物排放标准的技术方法”(GB/T13201-91)(GB/T13201-91)中的公式中的公式在没有特别要求时，应优先使用在没有特别要求时，应优先使用国家标准规定的方法。国家标准规定的方法。12Hsa1 nn0HsHaVasHH121sH12100kW()35K =0.35 1700kW2100kW1700 =()4002(1.50.01)0.04 =sQTTHn QHuTQP QTTTTQQHHHHv DQHu(1)当和时(2)当时HHsH1/43

18、/8aH8(1700)1700kW35K2(1.50.01)=10m1.5m/s d =5.5(0.0098)dQuQTv DQHuTHQz(3)当或时(4)当高 处 的 年 平 均 风 速 小 于 或 等 于时例：某市远郊区电厂烟囱高例：某市远郊区电厂烟囱高160m，烟囱排出口内径，烟囱排出口内径5m，排烟速度，排烟速度12m/s。烟气温度。烟气温度135，周围大气，周围大气温度温度15。大气稳定度。大气稳定度C级，源高处风速级，源高处风速6 12m/s。试分别用霍兰德、布里格斯、国家标准公式计算烟气试分别用霍兰德、布里格斯、国家标准公式计算烟气抬升高度（假设下风向距离抬升高度（假设下风向距

19、离x=2km）PG曲线法曲线法 帕斯奎尔在帕斯奎尔在1961年推荐一种仅需要常规气象观测资料就能估算年推荐一种仅需要常规气象观测资料就能估算y，z的方法，吉福德的方法，吉福德(Gifford)进一步将它制成应用更方便的进一步将它制成应用更方便的图表。应用观测到的风速、云量、云状和日照等天气资料，图表。应用观测到的风速、云量、云状和日照等天气资料，将将大气扩散稀释能力分为大气扩散稀释能力分为6个等级个等级：A 极不稳定，极不稳定，B 不稳定，不稳定，C 弱不稳定，弱不稳定，D 中性，中性，E 弱稳定，弱稳定，F 稳定。若稳定级别为稳定。若稳定级别为AB，则表示按，则表示按A、B级级的数据内插的数

20、据内插。该法的要点该法的要点：首先首先根据帕斯奎尔划分大气稳定度的方法来确定大气稳定度根据帕斯奎尔划分大气稳定度的方法来确定大气稳定度级别；级别；然后然后从从图图4-4和和图图4-5中查得中查得（或表（或表4-4用内插法求出）用内插法求出）对应的扩散参数对应的扩散参数y和和z；最后最后将将y、z代入前面介绍的一系代入前面介绍的一系列扩散模式中，就可估计出各种情况下的浓度值。列扩散模式中，就可估计出各种情况下的浓度值。扩散参数是表征湍流扩散剧烈程度的物理量，是影响污染物浓度扩散参数是表征湍流扩散剧烈程度的物理量，是影响污染物浓度的重要参数。的重要参数。PG曲线的应用曲线的应用n根据常规资料确定稳

21、定度级别根据常规资料确定稳定度级别PG曲线的应用曲线的应用n利用扩散曲线确定利用扩散曲线确定 和和yzPG曲线的应用曲线的应用n地面最大浓度估算地面最大浓度估算Hmax|2czx xzHzxmaxcxyxmaxCw由由和和w由由曲线（图曲线（图4-5）反查出）反查出w由由曲线（图曲线（图4 4-4 4）查）查w由式（由式（4 4-1010）求出）求出yHmax|2czx xzHzxmaxcxyxmaxCw由由和和w由由曲线（图曲线（图4-5）反查出）反查出w由由曲线（图曲线（图4 4-4 4）查）查w由式（由式（4 4-1010）求出）求出y我国在修订我国在修订P-T法基础上产生了国家标准法法

22、基础上产生了国家标准法(GB/T 13201-91)。太阳高度角太阳高度角 （式（式4-29，地理纬度，倾角），地理纬度，倾角）辐射等级辐射等级 稳定度稳定度 云量云量（加地面风速）（加地面风速）该方法的技术路线是：根据时间、地理位置确定日倾角、该方法的技术路线是：根据时间、地理位置确定日倾角、太阳高度角，利用天气条件确定辐射等级，然后利用辐射太阳高度角，利用天气条件确定辐射等级，然后利用辐射等级和风速确定大气稳定度，最后查扩散参数幂函数表，等级和风速确定大气稳定度，最后查扩散参数幂函数表，确定扩散参数。确定扩散参数。扩散参数的选取扩散参数的选取n扩散参数的表达式为（取样时间，按表扩散参数的表

23、达式为（取样时间，按表4-8查算）查算）n平原地区和城市远郊区，平原地区和城市远郊区，D、E、F向不稳定方向提半级向不稳定方向提半级n工业区和城市中心区，工业区和城市中心区，C提至提至B级，级，D、E、F向不稳定方向向不稳定方向提一级提一级n丘陵山区的农村或城市，同工业区丘陵山区的农村或城市，同工业区n取样时间大于，取样时间大于，不变，不变，1221,aayzxx2121()qyyz例：某冶炼厂烟囱高例：某冶炼厂烟囱高150m，烟气抬升高度，烟气抬升高度75m，SO2排放量排放量1000g/s。估算风速。估算风速3m/s，大气稳定度，大气稳定度C级时地面最大浓度是多少？发生在什么位置？级时地面

24、最大浓度是多少？发生在什么位置？（分别用（分别用P-G法和国家标准方法计算）法和国家标准方法计算）第二步：确定出现地面最大浓度的下风向距离。第二步：确定出现地面最大浓度的下风向距离。第一步：确定出现地面最大浓度的第一步：确定出现地面最大浓度的Z向扩散参数。向扩散参数。第三步：确定出现地面最大浓度的第三步：确定出现地面最大浓度的y向扩散参数。向扩散参数。第四步：计算地面最大浓度。第四步：计算地面最大浓度。在整层大气都具有同一稳定度（即温度层结构均一，实际在整层大气都具有同一稳定度（即温度层结构均一，实际中难以实现）、平坦地形的条件下应用高斯模式计算污染中难以实现）、平坦地形的条件下应用高斯模式计

25、算污染物浓度。物浓度。如果整个大气层不均匀，污染物扩散所涉及的温度层结不如果整个大气层不均匀，污染物扩散所涉及的温度层结不止一个，或者地表粗糙度高，地势起伏大就需要特殊处理。止一个，或者地表粗糙度高，地势起伏大就需要特殊处理。下面讨论两种特殊情况：封闭型扩散和熏烟型扩散。下面讨论两种特殊情况：封闭型扩散和熏烟型扩散。一、封闭型扩散模式一、封闭型扩散模式有上部逆温层的扩散模式有上部逆温层的扩散模式所谓封闭型扩散就是指在上部存在逆温层的气象条件下，所谓封闭型扩散就是指在上部存在逆温层的气象条件下，污染物受到上部逆温层限制，只能在地面和逆温层之间扩污染物受到上部逆温层限制，只能在地面和逆温层之间扩散

26、的情况散的情况在封闭型扩散中，假定：在封闭型扩散中，假定：n污染物完全不向逆温层扩散；污染物完全不向逆温层扩散；n上部逆温层对污染物起全反射作用，可用像源法处理；上部逆温层对污染物起全反射作用，可用像源法处理；n污染源在地面和逆温层之间形成无穷多个像对，污染物污染源在地面和逆温层之间形成无穷多个像对，污染物浓度是实源和无穷多虚源的贡献之和。浓度是实源和无穷多虚源的贡献之和。22(2)exp2zyzqHnDCu 由式由式4-9得：得：地面轴线上的污染物浓度为：地面轴线上的污染物浓度为：二 次 反 射 一 次 反 射 无 反 射 o o o 地 面 和 逆 温 层 底 对 烟 云 多 次 反 射

27、DD-HD-H2D-H简化计算：简化计算：例：位于北纬例：位于北纬40，东经，东经117 的的某化工厂烟囱高某化工厂烟囱高50m，H2S排放量排放量9kg/h,排放筒直径，烟气出口温度排放筒直径，烟气出口温度50。出。出口气速口气速12m/s。距地面。距地面10m处风速为处风速为4m/s，早春，早春2月上月上午午8时，天气晴朗，环境气温时，天气晴朗，环境气温15，距地面距地面500m处出现处出现逆温，试问在下风向逆温，试问在下风向5000m、8000m处处H2S浓度有多大？浓度有多大？第二步：确定第二步：确定H计算计算QV、QH-计算计算50m处风速处风速-计算计算H。第一步：确定大气稳定度第

28、一步：确定大气稳定度查太阳倾角查太阳倾角-计算太阳高度角计算太阳高度角-确定辐射等级确定辐射等级-查出大气稳定度查出大气稳定度第三步：确定第三步：确定XD计算计算z，按远郊区查表，按远郊区查表4-8，反算，反算XD。第四步：按第四步：按4-9计算计算5000m处处H2S浓度。浓度。第五步：按第五步：按4-9计算计算XD 处处H2S浓度；按浓度；按4-36计算计算2XD 处处H2S浓度。然后内插，确定浓度。然后内插，确定 5000m处处H2S 浓度。浓度。熏烟过程熏烟过程：早晨太阳升起后，地面得到来自太阳的辐射早晨太阳升起后，地面得到来自太阳的辐射逐渐加热，夜间产生的逆温层逐渐抬升，当逆温破坏到

29、逐渐加热，夜间产生的逆温层逐渐抬升，当逆温破坏到烟流下边缘以上时，使烟流发生向下的强烈混合，地面烟流下边缘以上时，使烟流发生向下的强烈混合，地面污染物浓度增大，产生熏烟过程。熏烟过程一般多在早污染物浓度增大，产生熏烟过程。熏烟过程一般多在早晨发生，持续时间不超过晨发生，持续时间不超过2小时小时。2.15152.158oyyfyH tgHhf逆温层消失高度；逆温层消失高度；yf熏烟条件下熏烟条件下Y向扩散参数向扩散参数即即hf=H时时线源扩散模式线源扩散模式面源扩散模式面源扩散模式封闭山谷扩散示意图封闭山谷扩散示意图山谷扩散山谷扩散烟囱高度的计算烟囱高度的计算n（1）达到达到大气污染物大气污染物

30、稀释扩散的作用；稀释扩散的作用；n（2）尽量）尽量节省投资节省投资（造价正比于（造价正比于H H2 2 ）；）；n（3 3）地面浓度）地面浓度不超过不超过环境空气质量标准环境空气质量标准。1、按地面最大浓度计算、按地面最大浓度计算 max22()ezyqCuHyzs02e()zbyqHHu CCbCCC0max在0.51.0之间取0C标准浓度bC本底浓度max22()ezyqCuHyzs02e()zbyqHHu CCbCCC0max在0.51.0之间取0C标准浓度bC本底浓度0C标准浓度bC本底浓度2、按地面绝对最大浓度计算、按地面绝对最大浓度计算1BHu（代入sBHHu2maxcsd0dCB

31、uHu（危危险险风风速速危危险险风风速速）1BHu（代入sBHHu2maxcsd0dCBuHu（危危险险风风速速危危险险风风速速）此时sc2BHHHuabsm2ssc()2e2ezzyyqqCH BH u代入下式可得代入下式可得sc02e()zybqHu cc此时sc2BHHHuabsm2ssc()2e2ezzyyqqCH BH u代入下式可得代入下式可得sc02e()zybqHu cc代入到代入到410：uBHHuBHs/w将烟气抬升公式简化为将烟气抬升公式简化为uBBHuHKeuBHussyzs/2)/(Q2222max)0()/2(1/d222222maxuBHuBBHuHKudsss2

32、B0/dmaxHHuBHHuudss此时令yzsyzseHueHu22absm2Q)2(Q2代入到代入到式式由地面最大浓度计算法由地面最大浓度计算法HS较矮，当较矮，当u时，地面浓度可能超标；时，地面浓度可能超标；由地面绝对最大浓度计算法由地面绝对最大浓度计算法HS较高，无论较高，无论u多大，地面浓度不多大，地面浓度不超标，但烟囱造价高。超标，但烟囱造价高。从环保和经济两方面来看，在选择一个可接受的保证率后，从环保和经济两方面来看，在选择一个可接受的保证率后，、稳定度取一定值后代入上述公式，可得某一保证率的气象条件稳定度取一定值后代入上述公式，可得某一保证率的气象条件下的烟囱高度，较前面较合理

33、。下的烟囱高度，较前面较合理。根据根据“指定大气污染物排放标准的技术方法指定大气污染物排放标准的技术方法”GB/T13201-91中中规定的点源烟尘允许排放率计算式：规定的点源烟尘允许排放率计算式：6210HPQeeHPQHees610式中：式中：Qe烟尘允许排放速率，烟尘允许排放速率，t/h；Pe烟尘排放控制系数，烟尘排放控制系数，t/(hm2)；H有效源高，有效源高，m。烟囱高度计算公式的校核烟囱高度计算公式的校核 上述计算公式按锥形高斯模式导出，在逆温较强的地区，需要上述计算公式按锥形高斯模式导出，在逆温较强的地区，需要用封闭型或熏烟型模式校核用封闭型或熏烟型模式校核烟气抬升高度的选取烟

34、气抬升高度的选取n优先采用国家标准中的推荐公式优先采用国家标准中的推荐公式（也有人认为一般选霍氏公（也有人认为一般选霍氏公式）。式）。烟流下洗现象的防止烟流下洗现象的防止 为避免烟流因受周围建筑物的影响而产生的烟流下洗现象，为避免烟流因受周围建筑物的影响而产生的烟流下洗现象，烟囱高度应为周围建筑物的烟囱高度应为周围建筑物的2倍以上。倍以上。为避免烟囱本身对烟流产生的下洗现象，烟囱出口气速不得为避免烟囱本身对烟流产生的下洗现象，烟囱出口气速不得低于该高度处平均风速的倍。一般宜在低于该高度处平均风速的倍。一般宜在2030 m/s。烟温宜在烟温宜在100以上。以上。公式中与气象有关的参数取值方法：公

35、式中与气象有关的参数取值方法：的取值：的取值：取多年平均值；取某一保证率的值：如已知取多年平均值；取某一保证率的值：如已知3m/s的频率为的频率为80%，取，取3m/s可保证有可保证有80%不超标，而不超标，而地面平均最大浓度可能比规定标准更低。地面平均最大浓度可能比规定标准更低。yz值在 0.51.0 间，即：当 Hs100m 时，5.0yz；当 Hs100m 时，0.16.0yz。烟囱出口直径的计算：烟囱出口直径的计算：例：例：地处丘陵的某炼油厂进行扩建，拟新建一烟囱排放污染地处丘陵的某炼油厂进行扩建，拟新建一烟囱排放污染物。烟囱排放条件为：出口内径物。烟囱排放条件为：出口内径3m，出口速

36、度，出口速度15m/s，烟，烟温温140 ，大气温度，大气温度17 ，H2S排放量。离该厂排放量。离该厂2500m处有一城镇，大气中处有一城镇，大气中H2S现状浓度是现状浓度是g/m3，为使该城镇，为使该城镇H2S的浓度低于的浓度低于10 g/m3，问要建多高的烟囱才能满足要，问要建多高的烟囱才能满足要求？设计风速取求？设计风速取3m/s。提示：烟气抬升采用霍兰德公式。提示：烟气抬升采用霍兰德公式。9.0yz取一、所需气候资料一、所需气候资料 1、风向和风速气候资料：、风向和风速气候资料：如图是如图是风速和风向频率复合图风速和风向频率复合图，矢线长度代表风向频率大小，矢线末端的风速羽代表平均风

37、速）矢线长度代表风向频率大小，矢线末端的风速羽代表平均风速）m/s）或微风（风速为或微风（风速为12m/s）情况大气通风条件差，容易引起高浓情况大气通风条件差，容易引起高浓度污染，尤其是长时间静风会使污染物大量积累，引起严重污染。因此，度污染，尤其是长时间静风会使污染物大量积累，引起严重污染。因此，在空气污染分析中不仅应统计静风频率，有条件还要统计静风持续时间。在空气污染分析中不仅应统计静风频率，有条件还要统计静风持续时间。2、大气稳定度的气象资料、大气稳定度的气象资料可根据可根据p-T法，利用已知的气象资料对当地大气稳定度进行分类，法，利用已知的气象资料对当地大气稳定度进行分类，统计出月（年

38、、季）各稳定度频率，作出必要的图表。统计出月（年、季）各稳定度频率，作出必要的图表。3、混合层高度的确定、混合层高度的确定 混合层高度是影响混合物铅直扩散的重要参数混合层高度是影响混合物铅直扩散的重要参数。具体指出污染。具体指出污染物在铅直方向的扩散范围。物在铅直方向的扩散范围。混合层愈高，则污染物垂直扩散的范围越大。受太阳辐射的影混合层愈高，则污染物垂直扩散的范围越大。受太阳辐射的影响，午后混合层高度最大。响，午后混合层高度最大。H T 早晨探空曲线 干绝热过程线 日最高地温 最大混合层高度 图 确定最大混合层高度示意图 二、长期平均浓度的估算（略）二、长期平均浓度的估算（略）在厂址选择和环

39、境评价中，人们更关心的长期平均浓度的分布。在厂址选择和环境评价中，人们更关心的长期平均浓度的分布。气象部门提供的风向资料是按气象部门提供的风向资料是按16方位给出的，每个方位相当于方位给出的，每个方位相当于一个一个22.5的扇形。因此，可按每个扇形计算长期平均浓度。推的扇形。因此，可按每个扇形计算长期平均浓度。推导时作以下假定：导时作以下假定：（1）同一扇形内各角度的风向频率相同，即在同一扇形内同一）同一扇形内各角度的风向频率相同，即在同一扇形内同一距离上，污染物浓度在距离上，污染物浓度在y方向是相等的。方向是相等的。（2）当吹某一扇形风时，全部污染物都落在这个扇形里。）当吹某一扇形风时，全部

40、污染物都落在这个扇形里。B O C Q 污染源 x)2exp()16/()2(2222/3zzHuxQC=三、厂址选择三、厂址选择 从环保角度出发，从环保角度出发，理想的建厂位置是是污染本底值小，扩散稀释能污染本底值小，扩散稀释能力强，排出的污染物被输送到城市或居民区的可能性最小的地方力强，排出的污染物被输送到城市或居民区的可能性最小的地方。1、本底浓度、本底浓度本底浓度超标的地区不宜建厂，本底浓度虽未超标，但加上拟建厂本底浓度超标的地区不宜建厂，本底浓度虽未超标，但加上拟建厂贡献将超标，短期内又无法改进的也不宜建厂。贡献将超标，短期内又无法改进的也不宜建厂。2、扩散稀释能力、扩散稀释能力扩散

41、稀释能力主要决定于该地区的气象条件和地形。扩散稀释能力主要决定于该地区的气象条件和地形。（1）风向、风速）风向、风速污染物危害的程度和受污染的时间及浓度有关，确定工厂和居民区污染物危害的程度和受污染的时间及浓度有关，确定工厂和居民区的相对位置时要考虑风向、风速两个因素。的相对位置时要考虑风向、风速两个因素。污染系数污染系数=该风向的平均风速风向频率某风向污染系数小，表示该风向吹来的风所造成的污染小，因此污某风向污染系数小，表示该风向吹来的风所造成的污染小，因此污染源可布置在污染源在污染系数最小风向的上侧。染源可布置在污染源在污染系数最小风向的上侧。（2）温度层结）温度层结 离地面几百米范围内的

42、大气稳定度对污染物的扩散稀释过程有离地面几百米范围内的大气稳定度对污染物的扩散稀释过程有重要影响，最不利于扩散的是近地层逆温和上部逆温。选厂址必重要影响，最不利于扩散的是近地层逆温和上部逆温。选厂址必须注意收集逆温层的强度、厚度、出现频率和持续时间等资料，须注意收集逆温层的强度、厚度、出现频率和持续时间等资料，要特别注意逆温同时出现静风或微风的情况。要特别注意逆温同时出现静风或微风的情况。（3）其它气象资料）其它气象资料 如降雨、云、雾等如降雨、云、雾等（4）地形）地形 地形对空气污染的影响很复杂，在复杂地形建厂，必须作具地形对空气污染的影响很复杂，在复杂地形建厂，必须作具体分析，一般应进行专

43、门的气象观测和现场扩散实验或进行风洞体分析，一般应进行专门的气象观测和现场扩散实验或进行风洞试验以便对当地的扩散稀释条件做出准确评价。试验以便对当地的扩散稀释条件做出准确评价。2222(,0,)exp()exp()22yzyzqyHc x yHu 地地面面浓浓度度模模式式：取取z z0 0代代入入上上式式，得得2222(,0,)exp()exp()22yzyzqyHc x yHu 地地面面浓浓度度模模式式：取取z z0 0代代入入上上式式，得得22(,0,0,)exp()2zyzqHc xHu 地地面面轴轴线线浓浓度度模模式式：再再取取y y=0 0代代入入上上式式22(,0,0,)exp()2zyzqHc xHu 地地面面轴轴线线浓浓度度模模式式：再再取取y y=0 0代代入入上上式式1、Holland公式公式2、Briggs公式公式3、(GB/T13201-91)中的公式中的公式1、确定大气稳定度级别、确定大气稳定度级别2、由表、由表4-4或或4-8确定确定按地面最大浓度计算按地面最大浓度计算按地面绝对最大浓度计算按地面绝对最大浓度计算