《大气环境影响评价》PPT课件.ppt

第七章 大气环境质量现状及影响评价,第二节 大气环境质量现状评价 第三节 大气环境影响评价,第一节 概述,一、基础知识,第七章 大气环境影响评价 第一节 概述,1大气成分,大气是指在地球周围聚集的一层很厚的大气分子，称之为大气圈。大气上边界约为20003000km。离地面361000km的空间，大气质量仅占大气总质量的1，而50以上的大气物质的质量的在55km以下。与人类关系最直接的，对大气污染影响最大的是低层大气。低层大气由干洁空气、水汽、悬浮着的固体微粒和液体微粒以及人为排放的大气污染物组成。,一、基础知识,第七章 大气环境影响评价 第一节 概述,2大气层的垂直分布,一、基础知识,第七章 大气环境影响评价 第一节 概述,3. 主要气象要素,(1)气温 气象上讲的地面气温一般是指离地面15m高处在百叶箱中观测到的空气温度。一般用摄氏温度()表示，理论计算常用热力学温度(K)表示。 (2)气压 气压指大气的压强。在静止大气中，任一点的气压值等于该点单位面积上的大气的重量。高度越高，气压越低气象上以百帕(hPa)为法定单位。 (3)湿度 它是反映空气中水汽含量多少和空气潮湿程度的一个物理量。,一、基础知识,第七章 大气环境影响评价 第一节 概述,3. 主要气象要素,(4)风 气象上把空气质点的水平运动称为风。空气质点的垂直方向的运动称为上升、下降气流或称对流。风是一个矢量、用风向和风速描述其特征。风向指风的来向，如东南风指从东南方吹来的风。风向常用16个方位表示,一、基础知识,第七章 大气环境影响评价 第一节 概述,3. 主要气象要素,一、基础知识,第七章 大气环境影响评价 第一节 概述,3. 主要气象要素,(5)云 云是由飘浮在空中的大量小水滴或小冰晶或两者的混合物构成的。在污染预测中需用云高、云量等确定大气稳定度。云高指云底距地面的高度。 我国将视野能见的天空分为10等分其中云遮蔽了几分，云量就是几。 (6)能见度 在当时的天气条件下，正常人的眼睛所能见到的最大水平距离，称为能见度即水平能见度。,一、基础知识,第七章 大气环境影响评价 第一节 概述,4.大气稳定度,大气稳定度是指在垂直方向上大气的稳定的程度，即是否易于发生对流。污染物在大气中的扩散于稳定度有密切关系。 大气稳定度分为AF六个级别，其中：A为强不稳定、B为不稳定、C为弱不稳定、D为中性、E为较稳定、F为稳定。,大气稳度的确定,一、基础知识,第七章 大气环境影响评价 第一节 概述,5.逆温,逆温温度随高度增加而增加叫逆温。具有逆温层的大气层是强稳定的大气层。 某高度上的逆温层像一个盖子一样阻挡着它下面污染物的扩散，因而可能造成严重污染。空气污染事件多数都发生在右逆温层和静风条件下。 按逆温层的高度可分为接地逆温和不接地逆温两种。,一、基础知识,第七章 大气环境影响评价 第一节 概述,6.风速廓线,在大气边界层中，由于摩擦力随高度增加而减小，风速将随高度增加而增大。 平均风速随高度的变化曲线称为风速廓线，其数学表达式称为风速廓线模式。,一、基础知识,第七章 大气环境影响评价 第一节 概述,7.地方性风场, 海陆风 海陆风是海风和陆风的总称。它是发生在海陆交界地带，以24小时为周期的一种大气局地环流。 山谷风 山谷风是山风和谷风的总称。它是发生在山区，以24小时为周期的一种大气局地环流。 城市热岛环流 城市热岛环流是由城乡温度差引起的局地风。,第七章 大气环境质量现状及影响评价,第一节 概述 第三节 大气环境影响评价,第二节 大气环境质量现状评价,大气环境质量现状评价内容、程序及实例,第七章 大气环境影响评价 第二节 大气环境质量现状评价,确定监测布点位置、筛选监测因子； 现场采样、实验室分析、数据统计、编制监测报告； 确定评价方法和评价标准； 计算污染指数，给出评价结论，编写评价报告。,实 例,第七章 大气环境质量现状及影响评价,第一节 概述 第二节 大气环境质量现状评价,第三节 大气环境影响评价,一、湍流扩散的基本理论,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,大气的无规则运动称为大气湍流。风速的脉动和风向的摆动就是湍流作用的结果。 湍流可分为两种：一是由于垂直方向温度分布不均匀引起的热力湍流，其强度主要取决于大气稳定度；二是由于垂直方向风速分布不均匀及地面粗糙度引起的机械湍流，其强度主要决定于风速梯度和地面粗糙度。 实际的湍流是上述两种湍流的叠加。,(一)湍流概念简介（1）,一、湍流扩散的基本理论,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,湍流有极强的扩散能力，比分子扩散快105106倍。但在风场运动的主风方向上，由于平均风速比脉动风速大得多，所以在主风方向上风的平流输送作用是主要的。 归结起来，风速越大，湍流越强，污染物的扩散速度越快，污染物的浓度就越低。风和湍流是决定污染物在大气中扩散稀释的最直接最本质的因素，其他一切气象因素都是通过风和湍流的作用来影响扩散稀释的。,(一)湍流概念简介（2）,一、湍流扩散的基本理论,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,1梯度输送理论 湍流梯度输送理论假定由大气湍流引起的某物质的扩散，类似于分子扩散，并可用同样的分子扩散方程描述。 根据梯度输送理论和流体中质量守恒原理建立湍流扩散微分方程，通过求解得到污染物扩散模式。,(二)湍流扩散理论简介,一、湍流扩散的基本理论,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,2湍流统计理论 泰勒(G.I.Tayler)应用统计学方法研究提出了湍流扩散统计理论。如图所示，某污染源排放出的粒子，在风沿着x方向吹的湍流大气中扩散的情况。假定大气湍流场是均匀、定常的，从原点放出的一个粒子的位置用y表示，则y随时间而变化，但其平均值为零。如果从原点放出很多粒子，则在x轴上粒子的浓度最高，浓度分布以x轴为对称轴，并符合正态分布。,(二)湍流扩散理论简介,二、高斯扩散模式,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,1坐标系 高斯模式的坐标系为右手坐标系。原点为排放点或高架点源在地面的投影点，x轴正向为平均风向，烟流中心线与x轴重合或其投影为x轴。,(一)高斯模式的有关假定,正态分布,实体源高,有效源高,平均风向,二、高斯扩散模式,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,2高斯模式的假设条件 理论研究及实验证明，连续点源的平均烟流是符合正态分布的。因此可以作如下假定：污染物在y、z轴上的分布符合高斯分布（正态分布）；在全部空间中风速是均匀的和稳定的；源强是连续均匀的；在扩散过程中污染物质的质量是守恒的。,(一)高斯模式的有关假定,二、高斯扩散模式,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,由正态分布的假定可以写出下风向任意点（x，y，z）的平均浓度的分布函数：,(二)无界空间连续点源扩散模式（1）,二、高斯扩散模式,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,通过将参数代入和求解后得到无界空间连续点源扩散模式：,(二)无界空间连续点源扩散模式（2）,横向扩散参数,垂直扩散参数,污染源强,平均风速,二、高斯扩散模式,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,高架连续点源的扩散问题，必须考虑地面对扩散的影响。可以认为地面像镜面一样，对污染物起全反射作用。,(三)高架连续点源扩散模式（1）,实源,像源,任意点P,地面,二、高斯扩散模式,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,P点的实际污染物浓度应为实源和像源之和，即：,(三)高架连续点源扩散模式（2）,像源贡献,实源贡献,由此模式可以求出下风向任意点的污染物浓度。,有效源高,二、高斯扩散模式,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,（1）地面浓度模式 令z0，由高架连续点源模式简化得到地面浓度模式：,(三)高架连续点源扩散模式（3）,二、高斯扩散模式,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,（2）地面轴线浓度模式 在地面浓度模式的基础上，令y0，得到地面轴线浓度模式：,(三)高架连续点源扩散模式（4）,二、高斯扩散模式,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,（3）地面最大浓度模式（地面轴线最大浓度模式） 在地面轴线浓度模式的基础上，通过求导得到地面轴线最大浓度模式：,(三)高架连续点源扩散模式（5）,是否有最大值？,三、污染物浓度的估算,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,连续点源的排放大部分是采用烟囱排放的。具有一定速度的热烟气从烟囱出口排出后，由于其初始动量和高温产生的浮力，可以使烟气上升至很高的高度。 烟囱有效高度(H)为烟囱的几何高度(HS)与烟气抬升高度(H)之和。 H HS + H,(一)烟气抬升高度的计算(1),三、污染物浓度的估算,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,烟气抬升图示,(一)烟气抬升高度的计算(2),三、污染物浓度的估算,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,霍兰德公式比较保守，有时偏差较大 布里格斯公式计算值与实测值比较接近，应用较广 中国国家标准制定地方大气污染物排放标准的技术方法GB/T 13201-91,(一)烟气抬升高度的计算(3),烟气抬升公式,三、污染物浓度的估算,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,PG扩散参数法 中国国家标准制定地方大气污染物排放标准的技术方法GB/T 13201-91,(二)扩散参数的确定,扩散参数,三、污染物浓度的估算,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,(三)污染物扩散浓度的估算实例(1),某工厂位于城市远郊区，锅炉烟囱高度为85m, 烟气抬升高度为87m，SO2排放率为50g/s。烟囱出口处平均风速为4m/s。试计算B类稳定度条件下，距烟囱1000m和2000m两处关心点位的地面轴线浓度贡献值。(已知: x1000，y156，z109; x2000，y279，z233),三、污染物浓度的估算,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,(三)污染物扩散浓度的估算实例(2),根据地面浓度公式:,距离 x(m) 1000 2000 浓度 (mg/m3) 0.0674 0.0466,四、卫生防护距离,第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价,卫生防护距离计算公式:,A、B、C、D卫生防护距离计算系数； Cn环境空气质量标准浓度限值，mg/m3； Qc工业企业有害气体无组织排放量可以达到的控制水平，kg/h； 无组织排放源的等效半径， = (S/)0.5 m； L安全卫生防护距离，m。,注意计算方法 标准的取样时间 距离的提级 设