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1、 ISC3 空氣品質模式使用介紹US EPA ISC3 空氣品質模式介紹空氣品質模式介紹 清和清和 輔英科技大學輔英科技大學 環境工程與科學系環境工程與科學系 ? 電腦硬體須求電腦硬體須求 ? IBM compatible PC ? Hard disk (1G 以上為佳) ? Ram 64MB 以上為佳 ? Window95/98/2000 作業系統 ? Fortran complier(最好是有，且受MS 640K memory 之限制，如 Visual Fortran) ? 純文字之編輯軟體 (如 Edit, He) ? 等濃圖繪製軟體 (如 Surfer) ISC3 空氣品質模式使用介紹
2、? 模式之取得模式之取得 1. 下載 USEPA SCRAM Web Site (http:/www.epa.gov/ttn/scram/) 2. 解壓縮檔與研 readme.txt 明檔 ? Running ISCST3 ISCST3 (input file ) (output file) Example: .exeiscst3 test-st.inp lintest.out ISC3 空氣品質模式使用介紹? 模式之模式之 input file ? Runstream file (主輸入檔) Example : test-st.inp ? Meteorological data (氣象資檔)
3、 Example : Prepit.asc ? 乾濕沉、排放資(選擇性) ? Runstream file 之結構之結構 CO 功能定義區：設定模式之控制選項 (Control) SO 功能定義區：定義污染源資 (Source) RE 功能定義區：定義受體點資 (Receptor) ME 功能定義區：定義氣象資 (Meteorology) TG 功能定義區 ： 定義地表高程(Terrain) OU 功能定義區 ： 定義輸出選項(Output) ISC3 空氣品質模式使用介紹ISC3 之基本介紹之基本介紹 ? ISC：Industrial Source Complex （ISC） （註：ISC
4、Model 區分為 Short Term 與 Long Term 二種，以Short Term 應用最廣，本文以下所介紹的為 Short Term 模式） ? 可模擬之可模擬之 Emission source Types （1） 點源（point sources） （2） 體源（volume sources） （3） 面源（area sources） （4） 礦坑源（open pit sources） （體源與面源可用於模擬線源，line sources） ISC3 空氣品質模式使用介紹1.1 點源點源 1.1.1 小時濃之估算式小時濃之估算式-高斯煙公式高斯煙公式 =2 5 . 0exp2y
5、zysy uQKVDX一般之 V 表示如下 + =22 5 . 0exp5 . 0expzrzrheZheZV其中 Q：污染物之排放速（g/s） K：單位轉換係（ 1106可將 Q 之排放單位 g/s，計算成g/m3濃單位） D：消減項（decay term） y：水平方向之擴散係，單位為 m z ：垂直方向之擴散係，單位為 m su：排放高之風速（m/s） V：垂直項(vertical term) 註：垂直項與排放污染源高程、受體點高程、煙上升、混合層高、重沉與乾沉（微模擬時）等因素有關 ISC3 空氣品質模式使用介紹1.1.2 座標座標 x 與與 y 之計算方法之計算方法 程式內依方向 ，
6、 可自動定義污染源與受體點間之 x 、 y 值 （污染源與受體點之座標必須先定義） ，另外污染源與受體點之座標亦可用極座標表示，程式會自動轉成垂直之 x-y 座標。 1.1.3 us求取求取 煙囪排放口之風速 prefs refsZhuu =（us必須1.0m/s，否則視為靜風） 其中 refu：為refZ高所得之風速（氣象觀測資） hs：為煙囪高 p：為大氣穩定及土地使用況之函(1/7 最常使用) (必須提供大氣穩定資 A,B,C,D,E,F) ISC3 空氣品質模式使用介紹1.1.4 煙上升之計算煙上升之計算 1.1.4.1 煙囪之下沖（煙囪之下沖（Stack-tip Down wash）
7、 +=5 . 12suVsdshsshfor Vs1.5su or sh hs for Vs1.5su h ：煙囪經下沖作用修正後之高 Vs：煙氣速（m/s） ds：煙囪直徑（m） 1.1.4.2 熱浮與動慣性之煙上升高熱浮與動慣性之煙上升高 hshhe+=he：有效煙囪高（m） h：煙上升高（m） ，用 Briggs（1969）之方法求取 1.1.4.3 建築物之尾作用（建築物之尾作用（Building down wash effects） 當 hs2.5H（煙囪 GEP 高之判斷準則）其中 H 為建築物之長、寬或高中最大者（m） ，用動慣性考慮煙之上升作用。 ISC3 空氣品質模式使用介紹
8、1.1.5 擴散係擴散係 1.1.5.1 點源擴散點源擴散 Pasquill-Gifford Curves（Turner，1970） ()THytan465= ()=ln017. 0dcTH b za= 其中 a、b、c 為大氣穩定之函， X 為下風距(km)。 1.1.5.2 水平與垂直虛擬擴散距水平與垂直虛擬擴散距 Xy、Xz之求取之求取 當考慮體源或建築物尾效應時，求其y與z時，是用 XXy處求y ，XXz求z，亦即加大擴散效果，其使用之原為： qpxy y10 =baxz z10=其中 0y、0z與建築物之 dimension 有關之起始擴散係 p、q、a、b 為大氣穩定之函 ISC3
9、 空氣品質模式使用介紹1.1.5.3 建築物影響之範圍建築物影響之範圍(尾效應之考慮範圍尾效應之考慮範圍) 1/2 Lb1/2 Lb5 Lb2 LbSources 要考慮建築物之尾作用之範圍 在下風處 5Lb長內 側邊 0.5 Lb寬內 上游 2Lb範圍內。 Lb：高或與風向垂直方向寬之較小者。 y與z之修正方法 hs1.5 Lb時 ? Schulman and Scire 之方法 1.5 Lb hs2.5 Lb時 ?Huber and Snyder 之方法 1.1.5.4 熱浮所增加之擴散效果熱浮所增加之擴散效果 21 2 2 5 . 3 +=hzze 21 2 2 5 . 3 +=hyye
10、 （當選用此效果時，會增加ze、ye，大部分情況會使濃下） ISC3 空氣品質模式使用介紹1.1.6 垂直項之處垂直項之處 1.1.6.1 無乾沉情形無乾沉情形 = + + + + + =124232221225 . 0exp5 . 0exp5 . 0exp5 . 0exp5 . 0exp5 . 0expizzzzzzHHHHheZrheZrV其中 he=hsh ()heiZiZHr=21()heiZiZHr+=22()heiZiZHr+=23()heiZiZHr+=24Zr：受體點之高 Zi：混合層高 註： = 1i是指混合層之反射及地表之反射效果 當 heZi 時，模式之地面濃為 0。 故
11、對於高煙囪的評估，最低混合層高宜設太小，如電廠之評估，合之最小混合層高可為 350m。 ISC3 空氣品質模式使用介紹1.1.6.2 簡單地形之垂直項（簡單地形之垂直項（elevated simple Terrain） 定義：受體點地表高程高於煙囪基（底部）高程，但小於排放口之高。 ()yxZZsheeh.+= Zs：煙囪基部高程 ()yxZ.：受體源（x,y）所在之地面高程 eh ：有效煙囪高之修正 he：平坦地形（()yxZZs.=）假設下所求得之有效煙囪高 1.1.6.3 含乾沉之垂直項表示法含乾沉之垂直項表示法 懸浮微受重作用，到達地面後沉積於地表上，在此情況下，煙內之總質會逐漸減少，
12、且煙之質心會逐漸下。 g seveedVuxhhhh=其中 Vg ：微之重沉速 ()()( )()zxPxFhzxVhzxVQededd,= FQ：到達 x 處煙中物質剩餘之比值（原排放總和） P（x ,y） ：高斯分佈之修正（再是高斯分佈） ISC3 空氣品質模式使用介紹1.1.7 消減項消減項 D 考慮污染物因物或化學機制所引起之消減 =suxDexp for 0 or D=1 for =0 其中 ：first order 之消減係 1s =0 表示考慮消減。 x：下風距（m） 半衰期 21T與之關係 21693. 0 T= 其中 21T表示污染物之半衰期（sec） 通常通常 SO2之半衰
13、期在模式內自動設為之半衰期在模式內自動設為 4hr。 so2=0.0000481s-1 ISC3 空氣品質模式使用介紹1.2 非點源之處非點源之處 體源：適建築物頂端排放、輸送帶、運輸線等污染源之模擬。 面源：適合散源如堆積場，堆等。 礦坑源：適合地平面以下開挖之礦場或採石場。 1.2.1 體源之處方法體源之處方法 採虛擬點源法處 地面體源，如地面運輸線，排放高為，可用面源取代。 高處體源，如高處之運輸線，其有排放高 he，通常高即設為運輸線之高。 體源必須指定： he：有效排放高（m） 0y：初始水平擴散尺（m） 0z：初始垂直擴散尺（m） 而 Xy與 Xz（虛擬之距） 加上實際之下風距 X
14、，用於求取體源之y與z，即 +YXX用於求y使用之下風距。 +ZXX用於求z使用之下風距。 qpxy y10 =，baxz z10=ISC3 空氣品質模式使用介紹注意事項：注意事項： 使用體源時，每個體源之長寬必須相同，表 1-6 明如何估算起始之 0y及0z。 對於長 L 之線源，可將其劃分為WLN =個體源，其中 W 為線源之寬。如 Fig1-8，個個別體源間之距，最好要超過線源寬之倍。 1.2.3 面源之處（面源之處（Area source） 原：用點源公式積分求得 dxdyyVD uKQX xyyzysA =2 5 . 0exp2注意事項： 必須為長方形之面源 長寬比可超過 10 受體點位於面源之內或緊鄰面源時有較大之誤差，建議受體點之位置至少要面源邊界一公尺以上為宜。 最新版之 I
