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1、1.1点源扩散模式1.1.1持续排放源1.1.1.1 有风模式(U 10N15m/s)1自由空间中的连续点源实际上绝大多数污染源都是连续的，对于连续排放源，可理解为在时间上依次连续释放 无穷多个烟团。因此，连续排放源的扩散模式可以通过将瞬时单烟团模式对t。从一8到t积 分后求得。以烟团初始空间坐标为原点，下风方为X轴，烟羽轴线与x轴一直保持重合，f y2 expf z 2 )2b 2 XX 2b 2 Jz堂b疽建Z都是X的函数，将对to的积分变换为对(XuT)/ax的积分，可得最基本的烟羽 扩散模式：C G, y, z )=exp2兀ub b适用条件为：自由空间；风速要比较大(u1031.5m
2、/s)；当大气不稳定状态时，可能带 来一定的误差。2. 地面反射用像源法，假想地平线为一镜面，在其下方有一与真实源完全对称的虚源，则这两个源 叠加后的效果和真实源考虑到地面反射的结果是等价的。以烟囱地面位置的中心点为坐标原 点，在考虑到地面反射后，污染源下风方任一点小于24小时取样时间的污染物浓度C(X，y，z)由下式给出:C G, y, z)=Q2兀ub bexPI2b 2y(z - H *e2b 2z-(z + H * + exp e2b 2zz=0时的地面浓度C (x,y,0)，可简化为;,y,0)=nub by 2 土2b 22b 2yz下风方X轴线上(y=0)的地面浓度C (x,0,
3、0)为:C G,0,0)=- nub bexp 对于较低的排放源(例如HeV50m，具体限值由地面粗糙度、混合层高度等因素决定)， 一般可直接应以上式子计算。3. 混合层反射对于高架源，当超过一定的下风距离时，需对烟羽在混合层顶的反射进行修正。同考虑 地面反射类似，用像源法修正后，污染源下风方任一点小于24小时取样时间的污染物浓度exp2b 2k y /C (x,y,z)可表示为:(、 QC( X, y, z)=(2nh H - z *2b 2z2兀ub b(2nh + H z *+ 2b ；z式中h混合层高度；k反射次数，一、二级项目取k=4已足够。4. 侧面反射详见狭长山谷扩散模式。1.1
4、.1.2小风静风模式(q015m/s)小风静风时，污染物地面浓度C(x,y,0)可用下式计算:c(X，y)=gJ异G02式中n和g按下式计算： y 2、(， G = eu2/2Y2 1+ v：2兀-s - e32/2 X 2 + Y 2 +A H 2Y 2 e02中。=2 / e t 2/2 dtT式中F混合层反射项；G1非正常排放项；h混合层高度；k反射次数，一、二级项目取k=4已足够。系数的定值见导则附录B。扩散参数b x =b y =y i x i,b z= 2 x 2,各指数、1.1.2.2 小风静风(U 10U1o30.5m/s）和静风（UV0.5m/s）情况，t时刻地面任何一点（乂
5、”,0）的浓 度为:C (x, y,0) =3 Ga(2兀)3/2y 2 y201 02式中:B + 2 AA 1 V A :(B BA 14111)+ 2 :A(B B ) t TA 2321A0A3=x 2 + y 2 + 01H ; A =一 ; A3 e J 12 22 0201=exp12A0(ux + )-A0+ (v 2 + u 2) e=中时；-A21 k1+Fa J上-A kt-T 2 J(1=eXP- A1 k 顽-A2 J式中，u,v分别为x,y方向的风速；Y 01、Y 02是小风静风扩散参数的回归系数，按导则附录B选取，o。y=Y 01(t-t)，Oz=Y 02(t-t
6、，)非地面点时，按He=He-z进行计算。1.1.3单源扩散的地面轴线最大浓度对于有风正常排放点源扩散模式，其地面浓度cm (mg/3 )及其距排气简的距离Xm(m)， 建议按下式计算：m e.兀 U.H2.P e 1式中：2v -y -a /a的求最大浓度值。1.1.4对源强和有效源高的修正1.1.4.1地形对烟羽的影响此前的扩散模式都假设地面是完全平整的(烟囱底部是一个无限大的水平面，其高程为 0),因此在扩散过程中烟羽的中心线可保持水平不变。但如果在预测点X,y,z)处，地面有 一定的高程hT(0z)，则在对(x,y,z)式应用以上模式时，应对有效烟羽高度进行一些修 正。假定烟羽路径始终
7、与起伏的地形保持平行，或者假设烟羽轴线保持固定的海拔高度，并 与高于烟羽的地形相交，都是不正确的，实际情况应该是介于上述二者之间。具体的修正方 法如下。(1) 中性和不稳定天气条件令：hT为凸出的地形高度；H为烟轴高度(即有效高度)；T为烟轴高度修正系数(或 地形系数)，修正后的烟囱有效高度应该是TH T则应按下式取值：T = 1/2,当H h 时(2) 稳定天气条件(D-E、E： F)T 丁在稳定天气条件下，当烟羽逼近孤立山体时，烟羽以临界高度H为界分成两部分，临 界高度以上的烟羽有足够的动能爬越山体，而临界高度以下的烟羽，只能被迫绕着山体过去。 临界高度H c可由下式确定：CHc=Hmu0
8、 /(gd0 /dz)i/2式中 Hm孤立山体高度，m； mHC临界高度，m；0 z高度处大气位温，K；d0 /dzz高度处位温梯度，K/m；u平均风速，m/s；g重力加速度，m/s2。例如，0 =300K，d0 /dz=0.01K/m，u=2m/s，Hm=200m；则 Hc=Hm-111=89m，烟囱有效 高度大于89m时，烟羽将有足够的动能爬越山体。 m对于山体高度Hm已定的情况，大气越稳定，则Hc越小。所以一般只需计算在F稳定 度下的Hc，如果烟羽有效高度HeHc(F)，则可认为烟羽能够爬越山体。1.1.4.2热浮力对烟羽的修正1. 混合层顶穿透问题高架源热浮力烟羽对混合层并非只有“完全
9、穿透”和“完全不穿透”两种情况，还须考 虑到“部分穿透”问题。定义p为穿透系数：P=1.5-(h-H)/A H当 PW0 时， H1=minA H,2(h-H)/3,Q1=Q；当 P 1 时， H=h-H,Q=0；当 0P 1 时， H1=(2/3+P/3)(h-H),Q1=Q(1-P)式中，Q H1分别为修正后的源强和抬升高度；h混合层高度。2. 风向切变和热浮力问题高浮力烟羽在z方向受风向切变及热浮力的影响可按下式对。y和。z进行修正:a 2 c2 2 +（ H/3.5）2+（0.03A a 2x2）a 2/a 2z+（A H/3.5）2式中，；yc、a zc分别为修正后y、z方向的扩散参
10、数；（H/3.5）2热浮力修正项；（0.03A a 2x2）风向切变修正项。 a按下表确定：表 风向切变修正参数 a / Z （度/m）稳定度ABCDEF a / Z0.0050.0100.0150.0200.0250.0351.干沉积的含义在重力、湍流扩散、分子扩散、静电引力以及其他生物学、化学和物理学等因素的作用下，大气中的颗粒物或某些气体随时会被地表（土壤、植物、水体）滞留或吸收，使这些物 质连续不断地从大气向地表作质量转移，从而减少其在空气中的浓度。通常，把这一与降水 作用无关的质量转移过程，称之为干沉积。在对中距离大气污染物输送的研究中发现，差不 多一半以上的质量转移是干沉积过程引起
11、的。为些，对一些物理、化学特性和空气相差较大的大气污染物（例如颗粒物），或者对于输送距离比较远的高架源的浓度预测，都应当考虑其干沉积的影响。下面将介绍两种常用的干沉积扩散模式。2.源亏损模式源亏损模式主要用于粒径小于10M m易产生沉积的颗粒物或气体。假定因各种机理造 成的大气污染物向地面的沉积通量Wmg/（s - m2）由下式表示：W=VdC（4.9-79）式中 Vd沉积速度，m/s；C大气污染物地面浓度，常取自距地面1m高度处。大气污染物自烟囱出口排出后，其初始源强Q （0）因沉积作用将随下风距离逐渐减弱（亏损）。根据式（4.9-79）可导出亏损后的源强Q （x）；因为将W从一8到8对y积
12、分恰是.dQ(x)/dx，再对x积分则可得j * b -i expdxQ(x)=Q(0)exp|- i- VI 5由式（4.9-80）可见，问题的关键是给出沉积速度Vd。长期以来，许多研究者为求得 Vd，在实验或模式化方面都进行了大量的工作。对于SO2, Hanna曾推荐如下Vd（cm/s）的野 外实验值：高约1m的庄稼地、城市、水面为0.7；高0.1m的草地为0.5；酸性土壤为0.4 （干）或0.6 （湿）；石灰质土壤为0.8；干积雪为0.1。在模式化方面，通常是把沉积速度和 电流类比，假定沉积速度与各种阻力的总和成反比。上式可用数值积分计算。采用1小时取样时间的国标扩散参数计算结果表明，D稳定度 时亏损最明显，不稳定或更稳定时亏损依次减少。设He=100m,Q（0）为100，Vd为0.007m/s， U为3m/s，则在10000m处Q为下表所示：稳定度ABB-C
