四章 大气扩散浓度估算模式4.1污染源的东侧为峭壁，其高度比污染源高得多设有效源高为H,污染源到峭壁的距离 为L,峭壁对烟流扩散起全反射作用试推导吹南风时高架连续点源的扩散模式当吹北风 时，这一模式又变成何种形式？解：吹南风时以风向为x轴，y轴指向峭壁，原点为点源在地面上的投影若不存在峭壁，则有p'(x, y, z, H)=Q ( y2 (z - H)2 (z + H)2exp(— ){exp[— ] + exp[- ]}2兀 uj g 2g 2 2g 2 2g 2y z y z z现存在峭壁，可考虑p为实源与虚源在所关心点贡献之和Q y 2 ( z — H )2 ( z + H )2实源 p = Q exp(-=){exp[- M 丿]+ exp[- 丿]}1 2兀 ug g 2g 2 2g 2 2g 2y z y z zr&,sp Q 「 (2L- y)2 「 (z - H)2 「 (z + H)2虚源 P = exp[- ]{exp[- ] + exp[- ]}2 2兀 uj g 2g 2 2g 2 2g 2y z y z zQ / y 2、r r (z - H )2 (z + H )2因此 p = exp(- ){exp[- ] + exp[- ]} +2兀 uj g 2g 2 2g 2 2g 2y z y z zQ 「(2L- y)2 「(z - H)2 ] 「(z + H)2exp[- ]{exp[- ] + exp[- ]}2兀 ug g 2g 2 2g 2 2g 2y z y z zQ r / y2、 「(2L - y)^ (z - H)2 (z + H)2二 {exp(- ) + exp[- ]}{exp「— ] + exp[- ]}2兀 ug g 2g 2 2g 2 2g 2 2g 2y z y y z z刮北风时，坐标系建立不变，则结果仍为上式。
4.2某发电厂烟囱高度120m，内径5m,排放速度13.5m/s，烟气温度为418K大气温度288K， 大气为中性层结，源高处的平均风速为4m/s试用霍兰德、布里格斯X<=10Hs)、国家标准 GB/T13201－91 中的公式计算烟气抬升高度解：霍兰德公式A” vD"「crT - Tf 13.5 X 5/“ 418 - 288AH —匚(1.5 + 2.7 s a D) = (1.5 + 2.7 x x 5) = 96.16mu T 4 418s布里格斯公式2.7 T - T 2.7 418 - 288Q — x —__av D2 — x 二 x 13.5 x 52 — 29521kW > 21000kWh 9.6 x 10-3 T s 9.6 x 10 -3 418s且 x<=10Hs此时 AH — 0.362Q1/3x2/3u-1 — 0.362x 295211/3 x 4-1 x2/3 — 2.80x2/3H按国家标准 GB/T13201－91 中公式计算因 Q>=2100kW, Ts—Ta>=130K>35KAH=n Qn1 H n2 u _10 H1 s 2=1.303 x 295211/3 x 1202/3 x 4-1 = 244.93m（发电厂位于城市近郊，取n=1.303, n=1/3, n =2/3）124.3某污染源排出SO2量为80g/s，有效源高为60m，烟囱出口处平均风速为6m/s。
在当时 的气象条件下，正下风方向500m处的◎ = 35.3m,Q = 18.1m，试求正下风方向500m处 yzSO 的地面浓度2解：由《大气污染控制工程》P88（4—9）得P =兀UG GyzeXP（-莎）= exp(-兀 x 6 x 35.3 x 18.1而汀)=0.0273mg 加34.4 解：阴天稳定度等级为 D 级，利用《大气污染控制工程》 P95 表 4—4 查得 x=500m 时G =35.3m,G = 1 8 . 1 m 将数据代入式4 — 8得 yzP(500,50,0,60) =80k x 6 x 35.3 x 18.1exp(-5022 x 35.32)exp(6022 x 18.12)=0.010mg / m34.4在题4.3所给的条件下，当时的天气是阴天，试计算下风向x=500m、y=50m处SO?的地 面浓度和地面最大浓度解：阴天稳定度等级为 D 级，利用《大气污染控制工程》 P95 表 4—4 查得 x=500m 时G =35.3m,G = 1 8 . 1 m 将数据代入式4 — 8得 yzP(500,50,0,60) =80k x 6 x 35.3 x 18.1 旳(_5022 x 35.32)exp(6022 x 18.12)=0.010mg / m3。
4.5某一工业锅炉烟囱高30m，直径0.6m，烟气出口速度为20m/s,烟气温度为405K,大气 温度为293K，烟囱出口处风速4m/s, SO2排放量为10mg/s试计算中性大气条件下SO2的地 面最大浓度和出现的位置解：由霍兰德公式求得v D T -T 20 x 0.6 405- 293AH — 匚 （1.5 + 2.7 — D） = （1.5 + 2.7 x x 0.6） = 5.84m 烟 囱u T 4 405 's有效高度为 H — H + AH — 30 + 5.84 — 35.84ms由《大气污染控制工程》P89 (4—10)、(4—11)Pmax时，H 35.84gz=25.34m取稳定度为D级，由表4—4查得与之相应的x=745.6m此时g = 50.1m代入上式py max2 x 10 25.34x兀 x 4 x 35.842e 50.1=0.231 ^g / m 34.6地面源正下风方向一点上，测得3分钟平均浓度为3.4X10-3g/m3，试估计该点两小时 的平均浓度是多少？假设大气稳定度为 B 级解：由《大气污染控制工程》P98 (4—31)T 2g =g (亠)q =g ( )0.3 = 3.02g (当 1h
当时风速为3m/s，风向垂直于该线源试确定线源中心的下风距离400m处，风吹3 到 15 分钟时有机物的浓度假设当时是晴朗的秋天下午4：00试问正对该线源的一个端 点的下风浓度是多少？解：2Q H 2 P 1 P 2有限长线源 P(x,0,0,H) = l一exp(- )JP2 exp(- )dPJ2兀ug 2g 2 ^占兀 2z z首先判断大气稳定度，确定扩散参数中纬度地区晴朗秋天下午4：00,太阳高度角30〜35左右，属于弱太阳辐射；查表4-3，当风速等于3m/s时，稳定度等级为C，则400m处g = 43.3m, g = 26.5m yz其次判断3分钟时污染物是否到达受体点因为测量时间小于0.5h，所以不必考虑采样 时 间 对 扩 散 参 数 的 影 响 3 分 钟 时 ， 污 染 物 到 达 的 距 离x = ut = 3 x 3 x 60 = 540m > 400m，说明已经到达受体点2Q H 2 P 1 P2有限长线源 P(x,0,0,H) = l— exp(- )J◎ exp(- )dP寸2兀 ug 2g 2 P J2兀 2z z距 离 线 源 下 风 向 4m 处 ， P= — 75/43.3= — 1.732 ， P=75/43.3=1.732 ；1290Q = g /(m - s) = 0.6g /(m - s)。
代入上式得L 150p(400,0,0,0) = 2 x 0.6 xJ 1.732 exp( - — )dp = 5.52mg /m372兀 x 3x 26.5 -1.732端点下风向P=0，P =150/43.3=3.46，代入上式得122 x 0 6 1 p 2p (400,0,0,0) = x f3.46 exp( 一 ——)dp = 3.0mg / m 3■v'2兀 x 3 x 26.5 0 <2k 24.8某市在环境质量评价中，划分面源单元为1000mX1000m,其中一个单元的S0?排放量为 10g/s,当时的风速为3m/s,风向为南风平均有效源高为15m试用虚拟点源的面源扩散 模式计算这一单元北面的邻近单元中心处S0的地面浓度2解：1000 15设大气稳定度为C级，◎ = = 232.56m,c = = 6.98my 0 4.3 z 0 2.15当x=1.0km, c二99.1m, c二61.4m由《大气污染控制工程》P106 (4—49)yzP (x, y,0, H)=Q { 1「 y2exp{__ [-兀u(c +c )(c +c ) 2 (c +c )2y y0 z z 0 y y0(czH 2+ c )2z0]}10x 3 x (99.1 + 232.56)(61.4 + 6.98)1 152旳1一 2 ■ (61.4 + 6.98)2]二 4.57 x 10-5 g / m34.9某烧结厂烧结机的SO2的排放量为180g/s，在冬季下午出现下沉逆温，逆温层底高度为 360m，地面平均风速为3m/s，混和层内的平均风速为3.5m/s。
烟囱有效高度为200m试计 算正下风方向2km和6km处SO的地面浓度2解：D - H 360 - 200 「设大气稳定度为C级c = = = 74.42m n x = 1226.5mz 2.15 2.15 D当x=2km时，x 2x 时，c = 474m , p = = 0.120mg / m3D y v'2k x 3.5 x 360 x 474计算结果表明，在。