大气环境容量测算模型简介

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1、附件二：大气环境容量测算模型简介说明：本部分内容是“重点城市大气环境容量核定工作方案”中提到的各推 荐模型的简介，主要目的是为了使各城市了解各模型的功能和基本原理，同时， 了解如选用该模型，都需要准备哪些输入数据，以便各城市根据本市的实际情况， 提前准备。第一部分 大气扩散烟团轨迹模型1 大气扩散烟团轨迹模型简介该模型由国家环境保护总局环境规划院开发。烟团扩散模型的特点是能够对污染源排放出的“烟团”在随时间、空间变化 的非均匀性流场中的运动进行模拟，同时保持了高斯模型结构简单、易于计算的 特点，模型包括以下几个主要部分。1.1 三维风场的计算首先利用风场调整模型，得到各预测时刻的风场，由于烟团

2、模型中释放烟团 的时间步长比观测间隔要小得多，为了给出每个时间步长的三维风场，我们采用 线性插值的方法，利用前后两次的观测风场内插出其间隔时间内各个时间步长上 的三维风场，内插公式如下：i 1 2 1 nV 二 V(t ) + V(t ) - V(t )-式中：V(t)、V(t2)分别为第1和第2个观测时刻的风场值;At 烟团释放时间步长；n为t2间隔内的时间步长数目；Vj表示t2间隔内第i个时间步长上的风场值。1.2 烟团轨迹的计算位于源点的某污染源，在t0时刻释放出第1个烟团，此烟团按t0时刻源点处 的风向风速运行，经一个时间步长At后在t1时刻到达P11，经过的距离为D11， 从t1开始

3、，第一个烟团按P11处t1时刻的风向风速走一个时间步长，在t2时刻到 达P12，其间经过距离D12，与此同时，在t1时刻从源点释放出第2个烟团，按 源点处t1时刻的风向风速运行，在t2时刻到达P22,其经过的距离为D22，以此 类推，从t0时刻经过j个At，到时刻共释放出了 j个烟团，这时，这j个烟团 的中心分别位于Pij，i=1，2，j，设源的坐标为(Xs，Ys，Zs(t)，Zs(t)为t时 刻烟团的有效抬升高度，Pij的坐标为(Xij，Yij，Zij)，u、v分别为风速在X、Y 方向的分量，则有如下计算公式：t1 时刻X = X + U t , X , Y , Z (t ) At11s 0

4、 s s s 0Y = Y + V t , X , Y , Z (t )At11 s 0 s s s 0Z = Z + W t , X , Y , Z (t )At11s0 s s s 0D = D =、(X - X )2 + (Y - Y )211111s11st2时刻：X 二 X + Ut ,X ,Y ,Z -At12 111111111Y 二 Y + Vt,X,Y,Z-At1211 1 11 11 11Z 二 Z + W t , X , Y , Z -At12 111111111D2 二 D + D 二 D1 +(X - X )2 + (Y - Y )21 11 12 1 12 11 1

5、2 11X 二 X + Ut ,X ,Y ,Z (t )-At22 s1 s s s 1Y 二 Y + V t , X , Y , Z (t ) -At22 s 1 s s s 1Z 二 Z + W t , X , Y , Z (t ) -At22s1 s s s 1D2 二 D 二.(X - X )2 + (Y - Y )222222s22 s以此类推，到tj时刻，共释放出j个烟团，这些烟团最后的中心位置分别在Pij, Xij, Yij, Zij, i=l, 2,j,对于第 i 个烟团有：X = X + U t , X , Y , Z -A tiji (j-1)j-1i (j-1) i (j

6、-1) i (j-1)Y = Y+ V t , X , Y , Z -A tiji(j-1)j-1i(j-1) i(j-1)i(j-1)Z = Z + W t , X , Y , Z -A tiji(j-1)j-1 i(j-1)i(j-1)i(j-1)D j =2 D= Dj-1 + “:(X- X)2 + (Y- Y )7iik iji (j-1)ji (j-1)k = 1Dj为i个烟团从源点释放后到tj时刻所经过的距离。i1.3 浓度公式由前一个小节的计算，已找到由S点(Xs, Ys)的污染源释放出来的所有烟团 在第j个时刻所处的位置，这样S处的污染源在第j个时刻在地面某接受点R(X、 Y

7、、0)处造成的浓度就是所有i个烟团的浓度贡献之和。考虑中心位于Pij的烟团 对 R 点的浓度贡献,则有：QC =sC - C - C - C - Ci(2兀)2 3Q Q Q X Y Z b dxyz= EXP(X - X )22Q 2xCYCb= EXP(Y -Y )2 j2Q 2=EXP (- b - jAt)C = EXPd(V - jAt)2d2Q 2z式中：Qs一源强，mg/s；Q 、Q 、 Q ：X 方向、 Y 方向、 Z 方向的大气扩散参数, m； xyzCx、Cy、Cz：X、Y、Z方向扩散项，Cz在后面给出算式；Cb为污染物转化项，b为转化率，1/s；Cd为污染物沉降项，Vd为

8、沉降速率，m/s。由于考虑到烟团对混合层的穿透作用及混合层对烟团的反射作用，垂直扩散项分以下几种情况讨论：当混合层高为零时（即无混合层时）有C = EXP(Z + Z )2+ EXP(Z Z )200z2g 2z2g 2z计算地面浓度时，Z=o,则有:Z2C 二 EXP（- j ）z 2 2z当混合层高度 Zi 不为零时，垂直扩散项分以下几种情况计算。设排放源几何高度为hs,混合层高度为Zi,令Z二Z -hs，设烟气抬升高 ii为Ah （烟气抬升高度用“国标HJ/T2.2-93”推荐的模式计算），我们可定义烟气Z穿透率：P = 15-芯，按不同的P值，分别计算Cz。2当P=0，即Ah 1时，即

9、Ah 2Z时，认为污染物完全穿透混合层，并在混合层以i上的稳定层中扩散，由混合层的阻挡而不能到达地面，这时令 Cz=0。2当OvPvl，即2Z Ah 1000B0.9143700.281846010000.8650140.3963531000BC0.9193250.229500010000.8750860.3142381000C0.9242790.177154010000.8851570.2321231000b =y Xay 11CD0.9268490.143940010000.8869400.1893961000D0.9294810.110726010000.8887230.14666910

10、00DE0.9251180.0985631010000.8927940.1243081000E0.9208180.086001010000.8968640.1243081000F0.9294810.0553634010000.8887230.0733481000表 1.4-2 垂直扩散参数幂函数表达式数据扩散参数稳定度等级a cYc下风距离，m(P S)221.121540.07999040300A1.52600.008547713005002.108810.000211545500B0.9410150.12719005001.093560.0570251500BC0.9410150.1146

11、8205001.007700.0757182500c =y Xaz22C0.9175950.10680300.8386280.12615202000CD0.7564100.2356672000100000.8155750.136659100000.8262120.10463411000D0.6320230.4001671000100000.5553600.81076310000O.7768640.10463402000DE0.5723470.4001672000100000.4991491.03810100000.7883700.092752901000E0.5651880.433384100

12、0100000.4147431.73241100000.784400.062076501000F0.5259690.3700151000100000.3226592.4069110000(3) 丘陵山区的农村或城市，其扩散参数选取方法同工业区。1.4.2小风和静风(U10V1.5m/s)时，0.5h取样时间的扩散参数按表143选取表1.4-3小风和静风扩散参数的系数Y、Y01 02C =c =y ,c =y T)x y 01 z 02稳定度(PS)Y01Y02U V0.5m/s101.5m/sU 2100.5m/sU V0.5m/s101.5m/sU 2100.5/sA0.930.760.15

13、1.57B0.760.560.470.47C0.550.350.210.21D0.470.270.120.12E0.440.240.070.07F0.440.240.050.051.5 烟气抬升公式1.5.1有风时，中性和不稳定条件的烟气抬升高度AH (m)(1)当烟气热释放率Qh大于或等于是2100KJ/S,且烟气温度与环境温度的差值AT大于或等于35K时，AH采用下式计算：AH 二 n QhlHn U-1on2ATQ 二0.35PQ ha u TsAT = T - Tsa式中：n烟气热状况及地表系数，见表1.5-1；On1烟气热释放率指数，见表1.5-1；n2排气筒高度指数，见表1.5-1

14、；Qh烟气热释放率，KJ/s；H排气筒距地面几何高度，m，超过去240m时，取H=240m；P大气压力，hP ；aaQ实际排烟率，m3/s； T烟气出口温度与环境温度差，K；T烟气出口温度，K；$T 环境大气温度，K；aU排气筒出口处平均风速，m/s。表 1.5-1 no、n1、n2 的选取o1、 2Qh，KJ/sQh，KJ/s2100WQhV21000且厶T235K地表状况(平原) 农村或城市远郊区 城市及近郊区 农村或城市远郊区 城市及近郊区no1.4271.3030.3320.29211/31/33/53/5n22/32/32/52/5(2)当 1700 kJ/sVQhV2100KJ/s

15、 时,AH = AH +(AH - AH)Qh_170012400AH 二 2(.5V D + 0.01Q )U 0.048(Q 1700)/U1shh式中：V排气筒出口处烟气排出速度，m/s；$D排气筒出口直径，m； H2按（1）方法计算，n。、n2按表1.5-1中Qh值较小的一 类选取；Qh，U与（1）中的定义相同。（3）当 QhW1700kJ/s 或者 TV35K 时，AH 二 2（1.5VD + 0.01Q ）/ Ush1.5.2有风时，稳定条件按下式计算烟气抬升高度厶H（m）。AH 二Q 1/3hdT + 0.0098P dZ,U -1/31.5.3静风和小风时，按下式计算烟气抬升高

16、度 H（m）.。AH 二 5.50Q 1/4hdT + 0.0098 I dZ-3/8 丿但劣取值不宜小于001K/m。2 模型运行所需数据数据文件 1：共四行：第1 行：X 方向网格点的数目（ MX），Y 方向网格点的数目（ MY ），Z 方向风的观测数据层数目（MZ）,最大有效烟团数（NT,默认110）,污染源数目（MSC）,气象观测小时数目（NTimes）, 稳定度数目（NeleTa,默认24）；第2 行：烟团的时间步长（分，默认30.0）第3 行：X方向步长（m,默认1000.0），Y方向步长（m,默认1000.0），大气压力（hPa,默认1013.25），规划区类型（1 农村，2 城

17、市）；第4行：化学转化率1/s,沉降速率m/s；数据文件 2：网格点上的背景浓度值，单位 mg/m3；(C1(I,J),I=1,MX),J=1,MY)数据文件 3：网格点上的高程(地形值)， 单位 m数据文件 4：共六部分。第1部分：污染源数据，共12列，MSC行;序号123456789101112说明源类型： 1为点源，2为面源污染源坐标X，Y，Z(m)源强(mg/s)烟囱 几何 咼度(m)烟气温 度(C)实际排 烟率(m*)烟囱 出口 内径(m)烟气 出口 速度 (m/s)面源 边长(m)面源 平均 咼度(m)第2部分：1500m高程以下各层风的高程，共MZ个；例如： 10， 50， 10

18、0， 150， 200， 300， 400， 500， 700， 900， 1200,1500第3部分：1500m高程以下各温度层的高程，共NEleTa个；例如： 0， 50， 100， 150， 200， 250， 300， 350， 400， 450， 500， 550， 600， 650， 700 750， 800， 900， 1000， 1100， 1200， 1300， 1400， 1500第 4 部分：取样时间(024)，共 Ntime 个；例如：681114171921(第1天)30323538414345(第2天)54565962656769(第3天)7880838689919

19、3(第4天)102104107110113115117134137139141(因下雨，有效时次减少)150152155158161163165174176179182185187189198200203206209211213222224227230233235237246248251254257259261270272275278281283285294296299302305307309318320323326329331333342344346348350352354356358360362364366368370372374376378380最后两天时次加密，故有10个数)第5部分：

20、相对于各取样时间的稳定度，共Ntime个;（以数字表示：A=1, B=2, BC=3, C=4, CD=5, D=6, DE=7, E=8, F=9）例如：86646669246666924666666466666664666666664426688424686864666884466688426666846666666666666666669884426698888664666第6部分：0-24小时平均逐时混合层高度（m）,例如：317.2， 285.5， 253.8， 222.1， 190.4， 158.7， 127.0， 227.0， 327.0， 455.7， 584.3， 713.0

21、 733.0， 753.0， 773.0， 695.0， 617.0， 539.0， 507.3， 475.6， 443.9， 412.2， 380.5， 348.8 数据文件 5：1500m高程以下各温度层的温度值（C）：共 NEleTa 列，NTimes 行。数据文件 6：1500m高程以下各层风的风速，共有NTimes个文件。每个文件格式为：第1行：月， 日， 时;第 2 行开始N（风的层号）U（风速在x方向上的分量，单位m/s,共MX歹U）V（风速在y方向上的分量，单位m/s,共MX歹U）U、V各MY行N=1， 2， MZ第二部分 A-P 值法(GB/T 3840-911 A-P 值法

22、简介A-P 值法为国家标准制定大气污染物排放标准的技术方法 ( GB/T 3840-91)提出的总量控制区排放总量限值计算公式；根据计算出的排放量限值 及大气环境质量现状本底情况，确定出该区域可容许的排放量。1.1 总量控制区内大气污染物排放总量限值的计算方法1.1.1 总量控制区污染物排放总量的限值由式(1)计算：Q二工Qak akii=1式中：Qak-总量控制区某种污染物年允许排放总量限值，10牡；Qaki第 i 功能区某种污染物年允许排放总量限值， 104t；n功能区总数；i总量控制区内各功能分区的编号；a 总量下标；k某种污染物下标。1.1.2 各功能区污染物排放总量限值由式(2)计算

23、：SQ = Ai(2)akiki , : SS =S(3)ii=1式中：Qaki 第 i 功能区某种污染物年允许排放总量限值， 104t；S总量控制区总面积， km2；Si第 i 功能区面积， km2；Aki一第i功能区某种污染物排放总量控制系数，104ta-1km-1,计算方法见 1.1.3。1.1.3 各类功能区内某种污染物排放总量控制系数 由式(4)计算：A 二 AC（4）ki ki式中：Aki一第i功能区某种污染物排放总量控制系数，104ta-ikm-i；CkiGB 3095等国家和地方有关大气环境质量标准所规定的与第 i功能区类别相应的年日平均浓度限值，mgm-3；A-地理区域性总量

24、控制系数，Wkm2-1,可参照表1.1-1所列数据选取。Aki亦可按（GB/T 3840-91）附录A2方法求取。1.1.4总量控制区内低架源（几何高度低于30m的排气筒排放或无组织排放源）大气污染物年排放总量限值由式（5）计算：Q Q（5）bk bkii=1式中： Qbk 总量控制区内某种污染物低架源年允许排放总量限值， 104t；Qbki-第i功能区低架源某种污染物年允许排放总量限值，10牡，其 计算方法见 1.1.5；b低架源排放总量下标。1.1.5 各功能区低架源污染物排放总量限值按式（6）计算。Q = Qbkiaki式中：Qbki-第i功能区低架源某种污染物年允许排放总量限值，104

25、t；Qaki第 i 功能区某种污染物年允许排放总量限值， 104t；a低架源排放分担率，见表 1.1-1。表1.1-1我国各地区总量控制系数A、低源分担率a、点源控制系数P值地区 序号省（市）名AaP总量 控制区非总量 控制区1新疆，西藏，青海7.0-8.40.15100-150100-2002黑龙江，吉林，辽宁，内蒙古（阴山以北）5.6-7.00.25120-180120-2403北京，天津，河北，河南，山东4.2-5.60.15100-180120-2404内蒙古（阴山以南），山西，陕西（秦岭以北）， 宁夏，甘肃（渭河以北）3.5-4.90.20100-150100-2005上海，广东，广

26、西，湖南，湖北，江苏,浙江茂 徽，海南，台湾，福建，江西3.5-4.90.2550-10050-1506云南溃州，四川，甘肃,(渭河以南)，陕西(秦 岭以南)2.8420.1550-7550-1007静风区(年平均风速小于1m/s)1.4-2.80.2540-8040-901.1.6 总量控制区内点源(几何高度大于等于 30m 的排气筒)污染物排放率限 值由式(7)计算：Q = P x H2 x 10-6(7)pki ki e式中：Qpki一第i功能区内某种污染物点源允许排放率限值，th-i；Pki-第i功能区内某种污染物点源排放控制系数，thi.m-2，计算 方法见 1.1.7；He-排气筒

27、有效高度，m,计算方法见1.1.11。1.1.7 点源排放控制系数按式(8)计算：P 二卩 x 卩 x P x C(8)ki ki k ki式中：Pki 一第i功能区内某种污染物点源排放控制系数，5-5-2；P ki -第i功能区某种污染物的点源调整系数，计算方法见1.1.8；P k -总量控制区内某种污染物的点源调整系数，计算方法见1.1.9；Cki -见1.1.3定义，但使用日平均浓度限值，mg.m-3；P 地理区域性点源排放控制系数，见表 1.1-1。1.1.8 各功能区点源调整系数按式(9)计算：0 二(Q -Q )/Q(9)ki aki bki mki式中： P ki 见1.1.7定

28、义，若 1则取 =1；Qaki见 1.1.2 定义；Qbki 见 1.1.4 定义；Qmki第 i 功能区内某种污染物所有中架点源(几何高度大于或等于30m、小于100m的排气筒)年允许排放的总量,104t;1.1.9 总量控制区点源调整系数按式(10)计算：0 - (Q - Q )/(Q + Q )(10)k ak bk mk ek式中： P k 见1.1.7定义，若 1则取 =1；Qak 见1.1.1定义；Qbk 见1.1.4定义；Qmk 总量控制区内某种污染物所有中架点源（见 1.1.8定义）年允许排放的总量，10牡；Qek 总量控制区内某种污染物所有高架点源（几何高度大于或等 于100

29、m的排气筒）年允许排放的总量,104t。1.1.10实际排放总量超出限值后的削减原则是尽量削减低架源总量Qbk及Qbki， 使得0 k和0 ki接近或等于1,然后再按1-1-7的方法计算点源排放控制系数Pki。1.1.11 排气筒有效高度 按式（11）计算：H 二 H + AH（11）e式中：H排气筒距地面几何高度，m。超过240m时取H=240m； H -烟气抬升高度，m。计算公式见第一部分1.5烟气抬升公式。1-1-12点源大气污染物排放浓度（1h平均）限值按式（20）计算：C 二 2.78 x Q x Q-1 x 105（20）pki pki v式中：Cpki-第i功能区内允许点源烟囱出

30、口处排放的某种大气污染物（1 小时平均）浓度限值，mgm3；Qpki见 1.1.6 定义；Qv实际排烟率， m3/s。2 所需的输入数据1）总量控制区面积（主要指建成区，不包括大量农田和荒地，它们可作为 非控制区，参考控制区执行）；2）总量控制区内的功能分区的面积（若全市空气质量标准皆为二级标准， 可按行政区）；3）功能分区的空气质量控制浓度（国家空气质量SO2地面浓度标准年日平 均浓度限值及日平均浓度限值）；4）环境平均风速；5）各点源的烟囱几何高度、出口内径、烟气温度、烟气出口速度、源强；6）面源排放面积、平均高度、源强。第三部分 ADMS 大气扩散模型软件简介ADMS大气扩散模型软件是由

31、英国剑桥环境研究公司开发的，分“ADMS- 评价” “ADMS-工业”、“ADMS-城市”等独立系统。其中，“ADMS-城市”版 是大气扩散模型系统（ADMS）系列中的最复杂的一个系统。模拟城市区域来自工 业，民用和道路交通的污染源产生的污染物在大气中的扩散，ADMS-城市模型 用点源，线源，面源，体源和网格源模型来模拟这些污染源。经设计，可以考虑 到的扩散问题包括最简单的（例如，一个孤立的点源或单个道路源）到最复杂的城 市问题（例如，一个大型城市区域的多个工业污染源，民用和道路交通污染排放）。 它对研究大气质量管理措施特别有用，例如计算先进技术的引进，低排污区对污 染状况的影响，燃料的改变，

32、限制车速的设计对空气质量的影响等。ADMS-城市可以作为一个独立的系统使用，也可以与一个地理信息系统联 合使用。ADMS-城市与Mapinfo以及ESRI的ArcView可以完全有机的连接。我 们推荐将ADMS-城市与这两个地理信息系统中的任何一种一起使用。因为这样 可以使用数字地图数据，CAD制图和/或航片真实直观地设置您的污染问题。在 所使用的不同类型的地图数据上，生成如等值平面图的输出和作报告用的硬拷贝 图形等。ADMS-城市与其它用于城市地区的大气扩散模型的一个显著的区别是 ADMS-城市 应用了现有的基于Monin Obukhov长度和边界层高度描述边界层 结构的参数的最新物理知识。

33、其它模型使用Pasquill稳定参数的不精确的边界层 特征定义。在这个最新的方法中，边界层结构被可直接测量的物理参数定。这使 得随高度的变化而变化的扩散过程可以更真实地表现出，所获取的污染物的浓度 的预测结果通常是更精确，更可信。1 适用范围现将 ADMS 系列模型的应用范围简要描述如下1.1 ADMS - Screen （ADMS-筛选）ADMS-筛选适合用于快速计算来自单个点源的污染物地表浓度并将输出 结果自动与中国和其它大气质量标准比较.用户界面简单易懂，只需对污染源和 输出结果要求进行最少量的数据输入。ADMS-筛选特别适合于恶劣（最坏）情况 下对烟囱源的初步评价,以及对新建工厂的可行

34、性研究进行法律规定的环境影响 评价。2 ADMS - Industrial （ADMS-工业）ADMS -工业 可计算来自点源,线源，面源和体源的污染浓度 .这套系统包 括如下特点: 气象预处理模型，干湿沉降，复杂地形的影响，建筑物和海岸线的 影响，烟羽可见度，放射性和化学模快; 并可计算短期（秒）内的污染高峰浓度值， 如对臭味的预测.这一系统已于地理信息系统（GIS）连接，易于分析模型结果。ADMS -工业 是为计算更详细的一个或多个工业污染源的空气质量影响而 设计的。1.3 ADMS - EIA （ADMS环评）ADMS -环评 可以处理一个区域或城市所有的污染源类型，这包括工业源， 道路

35、交通源，面源，体源和网格源等; 适用于区域空气环境评价，并与地理信息 系统相连接。1.4 ADMS - Urban （ADMS-城 市）ADMS -城市是ADMS模型系列中最复杂的一个。它用于计算来自大区 域 和城市的污染浓度或空气质量.此系统可包含所用类型的污染排放源：点源，面 源和来自道路的污染.除了具有ADMS-环评的所有特征外，此系统还包一个光 化学模型和一个完整连接的地理信息系统（GIS）.地理信息系统（GIS）可允许用户 在城市地图上显示高分变率的污染浓度图。这可以阐明不同污染源对空气质量的 影响，包括道路附近的污染浓度高峰值。ADMS -城市 是为详细评价城市区域的大气质量而设计

36、的.这包括空气质量 管理战略的发展和城市规化评价。这一套系统同时也用于空气质量预报。2 输入数据需求：源、气象数据、计算点2.1 排污数据污染源类型，污染源位置和污染排放率，流量，烟囱的排放温度，烟囱高度 和烟囱直径等。模型带有的排污因子可以使从车流量，平均车速数据来计算道路 交通的排污率.污染排放数据可以存储在标准的数据库中或者可有地理信息系统 (GIS)系统中读取。2.2 气象数据常见的通用气象数据，如风速，风向，温度，云盖度或者一些演算出来的数 值(如莫尼-奥布克夫长度，边界层高度等)。2.3 地形数据除了模拟平坦地形的情形，模拟山地时可以输入合适的地形数据，地表粗糙 度数据，街区窄谷的

37、高度，道路宽度和位置。3 输出结果输出结果包括污染物在关心点或关心区的平均浓度，平均时间从 10 分钟， 每小时或到年平均都可。比十分钟平均值还小的短期平均(如秒，分)可由模型的 紊动模块处理。输出结果还包括干湿沉降和放射性行为。根据空气质量标准，可 以计算从出超标的次数。也可以输出短期紊动，百分位值，滚动平均，概率分布 等。气象预处理模块还将产生一个气象输出文件。ADMS 生成的输出数字文件为 (.csv) 文件格式。这种文件格式用微软 Excel 的电子数据表或在如Windows计事本中可以很容易地打开。ADMS的输出结果 可以产生与地理信息系统中的数字地图数据相结合的污染物的等值浓度图。

38、在地 表水平的单一点源和烟羽中心线变量的 X-Y 绘图工具也包括在模型里。 4 模式类型模型是一个三维高斯模型，以高斯分布公式为主计算污染浓度，但在非稳定 条件下的垂直扩散使用了倾斜式的高斯模型(Carruthers et al 1991).烟羽扩散的 计算使用了当地边界层的参数.化学模块中使用了远处传输的轨迹模型和箱式模 型。5 污染物种类模型可处理各种基本气态污染物(S02，N0X，no2, co, voc,苯化物， 芳香烃)，臭氧，可吸入悬浮颗粒物PM10, PM2.5，总悬浮颗粒物等等。6 计算源的种类和个数和计算点的个数可详细地模拟 3000 个网格污染源， 1500 个 道 路 污

39、 染 源 和 1500 个 工业污染源 ( 由点，线，面和体污染源) 能够被同时模拟。 由于可将较小的污 染源集成为网格污染源,更多非常大数量的污染源在模型实际运行中都可被考虑 进去。除了指定的计算点的个数一次可以有50 个外，在常规网格输出时，可输出 10404 (102X102) 个计算点的值。在智能型网格输出时，除了常规常规网格输 出时的计算点外，还可以外加最多 5000 个计算点。7 烟气过程的处理ADMS 使用一个朗格拉日烟羽抬升模块 . 烟羽抬升模块预测抬升轨迹和因 为热的气态材料的排放对污染浓度的稀释. 其机理是一个顶盖内嵌模型，包括对 逆温渗透的处理. 建筑物影响模块基于两条烟

40、羽的交汇，使用平均气流轨迹数据 计算烟羽的扩散 (Robins et al.， 1997). 复杂地形模块是基于线性化的流场模型 (carruthers et al.,1988)。8 水平风的处理对每小时而言，假设风是稳定的。根据不同的边界层参数廓线，垂直方向是 不同的。当边界层或复杂地形模块使用时，水平风的描述也相应变化。9 垂直风速除了在建筑物和复杂地形模块使用了的情况下，垂直风速为零。10 垂直扩散垂直扩散参数从当地的计算出的涡流垂直参数和浮力频率参数演算出来。11 水平扩散水平扩散从当地的(在烟羽平均高度)计算出的的涡流水平参数演算出来。12 化学转化化学模块可以计算大气中的一氧化氮(

41、NO),二氧化氮(N02)，臭氧(03)和挥 发性有机化合物之间的化学反应. 化学反应使用了 GRS (Generic Reaction Set) 机理. 包括的化学反应式主要有(1)ROC+-hT RP +ROC(2)RP+NOTNO2(3)NO+hT NO +O23(4)NO+OTNO32(5)RP+RPTRP(6)RP+NO2TSGN(7)RP+NO2TSNGN其中ROC = Reactive Organic CompoundsRP = Radical PoolSGN = Stable Gaseous Nitrogen productsSNGN= Stable Non-Gaseous N

42、itrogen products另外，化学反应模块还包含了一个箱式模型。这是 GRS 功能的延续，它可 以用来代表在很大的城区出现在大气边界层内的物理和化学过程。当模拟大型区 域时， 地表的臭氧浓度将与背景值不一样。有些时候，一个更具有代表性的并 且有空间分布的臭氧场可能要求输入 ADMS 中的 GRS 模块。这个臭氧场由箱式 模型计算出来，连接进了 ADMS。它允许ADMS的输出计算网格将座落在一 个更大的空，它的目的是给主要的 ADMS 化学反应计算提供一个更具有代表性 的臭氧场。13 物理清除：重力沉降，干湿沉降对颗粒物的干沉降影响使用了阻力公式，沉降速度考虑到污染物在大气表面 层，穿过

43、层流底层到达地面所受污染物阻力的总和，附加重力沉降. 对气态污染 物，表面层阻力的计算使用了跟气体性质:活泼的，非活泼的，和惰性的相关的 公式. 湿沉降的计算使用定义了的下洗率,和降雨量相关，14 模式比较评估研究资料ADMS 模型验证包括:与标准现场，实验室和数字数据系列的结果比较 参加欧州共同体的近范围扩散模型的系列技术研讨会与由HMIP(现英国环境署)资助的研究项目中存档的LIDAR数据比较 在英国环境与交通部(DETR)所资助的遍布全英国各城市的大气质量评价与 回顾的研究项目中，评价扩散模型的表现，并与自动监测数据进行比较。在ADMS-城市中的街道窄谷模型使用了基于丹麦的交通模型(OS

44、PM)。OSPM 已被单独验证过。第四部分 ISC-AERMOD 模型软件简介ISC-AERMOD 大气扩散模型是由美国 Lakes 环境公司开发、美国环保署(EPA)推荐的大气扩散模型软件，有界面已经汉化的版本。ISC-AERMOD大 气扩散模型软件由 ISCST3(Industrial Source Ccomplex -Short Term Model)、 AERMOD(AMS/EPA Regulatory Model)和 ISC-PRIME(Industrial Source Complex -Plume Rise Model Enhancement )三大模型组成。1 各模型的功能1.

45、1 ISCST3 模型ISCST3 扩散模型的核心是高斯烟流模型，它有如下的一些功能：( 1) ISCST3 扩散模型可以用来模拟大气主要污染物和有毒物质及危险废弃 污染物质的连续排放。( 2)能处理多重来源，包括点、立体、线、面和露天矿等各类源。(3) 污染源的源强可按年、季、月、小时等根据需要选取设定。(4) 可以计算点源排放时由于附近建筑造成的空气动力学气流下洗的影响。(5) 模型包含模拟大微粒(通过干沉积)的沉积和清除的结果以及模拟气 体或微粒沉积清除影响的一些算法。(6) ISCST3 模型使用实时气象数据来计算影响模拟地区的空气污染分布的 大气条件。( 7 )结果输出可以是浓度、总

46、沉积量、干沉积量或湿沉积量。1.2 AERMOD 模型AERMOD 调整模型包含的选项跟 ISCST3 模型基本上是一样的，只有以下 一些区别：( 1) 该模型仅计算浓度值，不能计算干、湿沉降。( 2) AERMOD 需要两种气象数据：一个文件包含表面标量参数，第二个 文件包括垂直横断面。此两个文件由美国EPA-AERMET气象预处理 程序提供。使用包括地面海拔的应用程序时，输入接受点海拔的同时 用户又要输入山丘高度范围。 EPA-AERMET 地面预处理程序可以用 来产生所有接受点位置的山丘高度和地面海拔（3） 为调试的目的可以要求两种中间结果文件。第一种包括模型结果相关 的信息，第二种包括

47、气象数据的网格横断面。（4） AERMOD 不支持露天矿各类源。（5） AERMOD 包括另外两种输出文件。第一种按排序列出浓度；第二种 输出提供弧形最大值结果和与其相关烟流属性的详细文件。1.3 ISC-PRIME 模型ISC-PRIME 模型专门针对当烟流经过两个建筑物时产生气流下洗的基本特 点而设计。主要有以下两点：（1）根据紊流经过时增加的烟流扩散系数。（2）在建筑物下风向的下降流线和尾流增加的夹杂物的共同作用所造成 烟流上升的减少。PRIME 算法是与 ISCST3 模型结合在一起的。因此把它叫做 ISC-PRIME 模 型。ISC-PRIME模型包含了三个新的出入数据文件，用来说明

48、建筑物和烟 囱的关系，它们是：（1）顺风向的建筑物长度。（2）从烟囱到建筑物迎风面中心的顺风向距离。（3）从烟囱到建筑物迎风面中心的垂直风向距离。2 所需的输入数据上述三个模块除了已经介召的各自的特点外，它们通用的输入数据主要包含 以下内容：2.1 地表气象数据1-3 年逐时的风向、风速、对应的风向风速的高度值、地表摩擦速度、对流 速度、边界层上空 500 米层面上的垂直位温梯度、对流产生界面层高度、机械产 生界面层高度、Monin-Obukhov长度、表面粗糙长度、温度及取得温度值时的高 度。2.2 横截面气象数据横截面气象数据包含了在定点塔上每层的观测结果，或者从NWS数据得来 的一层次上

49、的观测结果。该数据文件包含每个小时的一个或多个记录，主要有：年、月、日、小时、测量高度、当前水平上的风向、当前水平上的风速、当 前水平上的温度、风向的标准方差、垂直风速的标准方差。2.3 污染源输入数据点源：烟囱底部中心坐标、高度、出口内径、出口烟气温度、烟气出口速度、 污染物连续排放量等；面源：坐标、排放高度、排放速度、面源长度、宽度等。 其它还可计算体源、露天矿、圆形面、多边形面、火炬、线源等。（略）第五部分 EIAA 环评助手简介“EIAA 大气环评助手”是宁波环科院六五软件工作室开发的软件。是以HJ/T2.2-93导则-大气环境、JTJ005-96公路建设项目环评规范-大气部分、中国

50、环境影响评价培训教材等文献中推荐的模型和计算方法作为主要框架，内容涵盖 了导则中的全部要求，并进行了适当地拓展与加深。EIAA 的 2.5 版采用了面向项目和面向模型两种界面，是两个独立的程序模 块，以适应不同的使用习惯和计算要求。在采用“项目预测”模块时，每一个环评项目建立一个独立的“*.Prj”文件， 用以保存该项目中用户输入的所有数据、所有方案组合以及所有方案的计算结 果。包含了数据预处理、后处理功能，由程序内部选择计算方法。特点是功能强、 自动化程度高，但计算过程不透明、操作步骤繁琐。若采用“模型预测”模块，每一个扩散模型都有相对应的程序模块，而且可 以同时打开任意多个相同的窗口，便于

51、对比查对。特点是针对性强，使用方便、 灵活，便于对扩散过程进行详细研究，但不含数据的预处理和后处理功能，对某 些叠加还需手动进行。“模型预测”中的每一个功能模块，均有RTF格式的说明文档与之相对应。 这样，对于使用者来说，既可以即时地查看该功能模块的意义、来源，又可以方 便地将这些文档直接插入字处理器中。因为这些文档常常包括了大量复杂的公 式，这样做就大大提高了写作报告书的速度。此外，EIAA中也提供了电子表格和图形处理功能。能够输出浓度的平面分 布图或轴线变化图。1 参数输入与数据预处理可以输入地形数据、现状监测浓度、关心点位置以及当地实测的扩散参数计 算系数、风速幂指数、大气温度梯度。这些

52、参数作为本项目的预测方案中的缺省 参数。可以从风向、风速和云量的气象观测数据中，按需要统计出多年或某年、某 季、某月的风频、各风向风速、稳定度频率、污染系数或者联合频率；也可以从 多年风频、风速、稳定度频率数据，按一定的风速段估算出全年联合频率；也可 直接输入一个已统计好的联合频率。可以方便绘制各种玫瑰图。可以输入任意个点源、面源、体源、线源和区域面源，同时考虑任意多个污 染物。这些输入的参数或经过预处理的气象参数，均可为所有预测方案所共用。2 预测方案、参数选项和预测计算可以用已输入的环境参数、污染气象和污染源，构造各种各样的预测计算方 案。程序按输入参数的情况自动选择有风、小风静风、正常排

53、放、非正常排放、 点源、面源、体源、区域面源、线源（CALINE4模式）和颗粒物沉降等模式进 行计算。可以计算年、季、月、日均浓度。可以同时计算任意多个计算方案，每 个方案里可以有任意个污染源。对每一个计算方案，可以控制和调整模式中的每一个参数，在现实可能发生 的条件下，允许用户选择计算的模式。例如，可以让一个正常排放的点源在 E 稳定度下风速为 3 m/s 时发生薰烟或海岸线薰烟，并输入相关的参数。可选择多个计算方案一起计算，在计算过程中允许调用其它程序。自动保存 各方案计算结果。3 预测结果分析对于预测计算结果，可以查看各接受点地面高程及其等高线图，各接受点的 背景浓度及其分布图，各污染源

54、的浓度和总的浓度及其分布图，各污染源的分担 率及其分布图，各污染源或总的浓度的平均评价指数和超标面积。还可以任意改 变各污染源的排放率（排放强度）以观察不同排放率下的浓度变化情况。也可查 看任意一个横截面或竖截面上的浓度变化图。对所有表格中的数据可以方便地进 行各种运算，输出，绘图或打印。用绘图员可以方便地对给定的数据按特定的方式绘制等值线图、 X-Y 表图、 玫瑰图，并且可以编辑修改图形中的每个元素。等值线图也接受评价底图，可将 地图（评价底图）输入EIAA，让EIAA将曲线直接绘制在评价底图上。全部图 形均以矢量方式打印和保存。对每一个预测计算方案，可以用实测值与预测值进行符合度分析，验证模式 的准确性，分析出现偏离的原因，帮助调整有关参数。对每一个预测计算方案，可以按各关心点给定的控制浓度，以总量控制的原 则对各污染源进行平权削减分析，给出各污染源的平权污染削减方案。4 其它模块与项目预测不同，模型预测按工业源扩散（代表点源、面源和体源）、公路 交通汽车尾气扩散（代表线源）和区域面源扩散（代表城市区域面源）分成三个 独立的程序模块，再将薰烟、海岸线薰烟以及其它特殊模式分别孤立开来，由用 户按需要自已选择计算模块。此外，“工具”中也提供了一系列具有专一功能的 独立模块。第六部分 区域大气污染物总量控制模型软件简介区域大气污染物总量控制模型和软