（自然地理学专业论文）基于gis和idl的污染源大气污染扩散模拟究.pdf

摘要 目录 a b s t r a c t 一。一一i v 第一章前言一。一。l 1 1 研究目的与意义一。2 1 2 研究内容3 1 3 研究方法4 1 4 创新性成果和研究结论4 1 5 国内外研究现状5 1 5 1 国外研究现状5 1 5 2 国内研究现状6 第二章地理信息系统、i d l 技术、污染源自动监控系统及特点8 2 1 地理信息系统及特点。8 2 1 1g i s 技术特点9 2 2i d l 技术及其特点1 0 2 2 1i d l 语言特点l l 2 2 2m l l 组成1 l 2 3 污染源自动监控系统及其特点14 2 3 1 自动监控特点。1 5 第三章大气扩散模型介绍一。一。一一1 6 3 1 模式选择16 3 2 大气扩散模式17 3 2 1 瞬时单烟团正态扩散模式。1 7 3 2 2 高架点源烟羽扩散模式。18 3 2 3 长期平均浓度模式1 9 3 2 4 城市区域多源大气扩散模式2 0 3 3 烟气抬升高度2 0 3 4 扩散参数的确定2 l 3 4 1 有风时的扩散参数2 l 3 4 2 小风和静风时的扩散参数2 3 i 第四章南京市地理环境特征 4 1 地理位置 4 2 气象与气候特征2 5 4 3 社会经济状况2 6 4 4 能源消耗和环境保护 第五章污染源大气污染扩散模拟 5 1 计算任意一点污染物浓度值 5 1 1 气象参数的确定。 5 1 2 点源影响范围的确定。 5 13 计算大气扩散模式的x 值和y 值 5 1 4 任意一点污染物浓度计算步骤3 3 5 1 5 模拟结果输出。3 4 5 2 年平均浓度的计算 5 2 1 确定气象参数3 8 5 2 2 点源捧放数据准备4 l 5 2 3 扩散模式准备。 5 2 4 年平均浓度计算步骤 5 3 污染物扩散影响因素分析。“ 5 3 1 污染源影响因素分析4 4 5 3 2 气象因素影响分析 第六章结论与展望 6 1 结论 5 l 5 4 6 2 存在的问题。 6 3 展望 参考文献 致谢 作者简介 5 7 6 0 6 1 摘要 大气污染扩散模拟是环境管理部门进行大气污染控制与管理决策的有效手 段与方法。地理信息系统( g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ，简称g i s ) 与环境 模型相结合将会使地理信息系统与环境模型二者的功能更加强大，已成为地理 信息系统领域和环境领域研究的一个热点。本文以南京市2 1 家国控重点污染源 为例，探索地理信息系统在城市大气污染扩散模拟方面的应用，并分析了影响污 染扩散的因素。 本文介绍了污染源自动监控系统、地理信息系统、i d l ( i n t e r a c t i v ed a t a l a n g u a g e ，交互式数据语言) 技术在大气污染污染扩散模拟方面的功能。并根据 南京市的气象特征、自然地理条件、和污染源排放、分布情况，以工程上普遍 应用的高斯正态模型为基础，结合连续点源扩散模式和平均浓度模式，使用污 染源自动监控系统的实时数据、地理信息系统的空间分析功能、i d l 技术的模型 建立功能建立了二氧化硫浓度分布图，并分析了影响二氧化硫浓度分布的污染 源因素和气象要素。 关键词：大气扩散模型，地理信息系统，i d l ，污染源在线监控系统 i a b s t r a c t s i m u l a t i n gt h ed i s p e r s i o no fa t m o s p h e r i cp o l l u t a n ti st h ee f f e c t i v em c a s u 他so r m e t h o d sf o rd e p a r t m e n to fe n v i r o n m e n ta d m i n i s t r a t i o nt oc o n t r o lt h ea i r - p o l l u t i o n a n dm a k ed e c i s i o no ne n v i r o n m e n tp r o b l e m s i n t e g r a t i n gt h et e c h n o l o g yo fg i sw i t h t h ee n v i r o n m e n tm o d e lw o u l dm a k et h e i rf u n c t i o nm o r es u o n g e r , w h i c hh a sb e e n p a l i dm o r ea t t e n t i o nb ye x p e r tw h oe n g a g e di nt h ef i e l d so f e n v i r o n m e n ta n dg i s i n t h i sp a p e r , t h ei n t e g r a t i o no fg i sa n da t m o s p h e r i cm o d e l sw a sr e s e a r c h e da n d a p p l i e di nt h ee x a m p l eo f 2 1p o l l u t e dr e s o u l si nn a n j i n g t h ep a p e ri n t r o d u c e sf u n c t i o n so fo n - l i n em o n i t o r i n gs y s t e mo fp o l l u t i o n s o u r c e s 、g i s 、i d li ns i m u l a t i n gm o d e l so fd i s p e r s i o no fa t m o s p h e r i cp o l l u t a n t 。 t o g e t h e rw i t ht h es i m u l a t i o no ft h el o n g - - t m l ec o n c e n t r a t i o no fs u l f u rd i o x i d ei n n a n j i n g ，a c c o r d i n gt ot h em e t e o r o l o g i c a lc h a r a c t e r i s t i c s ，t h en a t u r a lg e o g r a p h i c a l c o n d i t i o n sa n dt h ee m i s s i o na n dd i s t r i b u t i o no f p o h u f i o n $ o u i v ：e so f n a n j i n g ，b a s e d o nt h en o r m a lm o d e lp r e v a i l i n gi np r e s e n te n g i n e e r i n g ，s o u i 优so f n a n j i n g , b a s e do n t h en o r m a lm o d e lp r e v a i l i n gi np r e s e n te n 西n e e r m gw i t ht h ec o n t i n u o u sp 0 硫 s o u r c e sd i f f u s i o nm o d e la n dl o n g - t e r ma v e r a g ec o n c e n t r a t i o nm o d e l ，璐迦t h e r e a l - t i m ed a t ao f o n - l i n em o n i t o r i n gs y s t e mo f p o l l u t i o n 1 1 _ r c e s 、t h e s p a c ea n a l y s i s c a p a b i l i t i e so fg i sa n dt h em o d e l - b u i l d i n gc a p a b i l i t i e so fi d l ，t h ed i s t r i b u t i o nm a p o fs u l f u rd i o x i d ei sb u i l t k e yw o r d s ：m o d e l so fd i s p e r s i o no fa t m o s p h e r i cp o l l u t a n t ，g i s ，i d l ，o n - l i n e m o n i t o r i n gs y s t e mo f p o h u f i o ns o u r s i v 第一章前言 第一章前言 随着全球工业化和城市化的加速，环境污染问题愈发突出，甚至已经严重 威胁到了人类的生存。在经济发展与城市化进程中，由于过分重视单一经济增 长，轻视全面发展，不同程度地走了先发展、后治理，先开发、后保护，重经 济、轻环保的路子，基本上采用了“高投入、高消耗、高污染的方式，使城 市环境与经济发展的矛盾日渐突出。大气污染是其中一个重要的环境污染问题， 而造成大气污染的重要来源之一便是二氧化硫的排放。大气中的二氧化硫会对 人体健康、植物生长造成危害，二氧化硫及其生成的硫酸雾会腐蚀金属表面， 对纸制品、纺织品、皮革制品等造成损伤。二氧化硫的污染还可能形成酸雨， 从而给生态系统以及农业、森林、水产资源等带来严重危害【l l 。中国是二氧化 硫排放大国，二氧化硫污染及酸雨十分严重。酸雨出现区域已经从1 9 8 0 年的西 南少数地区发展到长江以南、青藏高原以东大部分地区，7 0 的南方城市出现 酸雨，年均降水p h 低于5 6 的地区面积占国土面积的3 0 左右，使中国成为世 界三大酸雨区之一【2 】。据国家环境保护部资料，我国目前每年因酸雨和二氧化 硫污染对生态环境损害和人体健康影响造成的经济损失在1 1 0 0 亿元左右，今后 这种污染损失还将持续不断地增加。 为解决我国经济快速增长所付出的巨大的资源和环境代价，缓解经济发展 与资源环境的尖锐矛盾，加快调整经济结构、转变增长方式，2 0 0 6 年3 月1 4 日第十届全国人民代表大会四次会议表决通过了 关于国民经济和社会发展第 十一个五年规划纲要的决议，决定批准这个规划纲要。 1 0 0 0 0 3 4 2 小风和静风时的扩散参数 小风和静风( u l o 口行政龉、一一一7 ”。- 毫l 图4 - 1 江苏省地图图4 - 2 南京市地图 第四章南京市地理环境特征 4 2 气象与气候特征 南京属北亚热带季风气候，气候温和，四季分明，雨量适中。降雨量四季 分配不均，年均降水量为1 0 4 1 7 m m 。冬半年( 1 0 3 月) 受寒冷的极地大陆气 团影响，盛行偏北风，降雨较少；夏半年( 4 9 月) 受热带或副热带海洋性气 团影响，盛行偏南风，降水丰富。尤其在春夏之交的5 月底至6 月，由于“极 峰 移至长江流域一线而多“梅雨一。夏末秋初，受沿西北向移动的台风影响而 多台风雨，全年无霜期2 2 2 - - 2 2 4 天，年日照时数1 9 8 7 一- 2 1 7 0 h 。该地区主要的