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1、环境工程622003年4月第21卷第2期大气扩散高斯模式的灵敏度系统分析洪伟古国榜杨立君(华南理工大学理学院,广州510641)(深圳市环境科学研究所,深圳518001)摘要对大气扩散高斯模式各参数进行灵敏度分析,了解各因素对大气污染物扩散的灵敏程度,结果表明提高烟囱高度对于降低污染源附近的浓度是行之有效的方法,而要降低污染源远处的浓度,则必须着重于削减污染物的排放量。关键词高斯模式参数灵敏度分析污染物浓度21大气扩散高斯模式QHepexp-d2大气扩散数学模式是以大气扩散理论和实验研Hbd2(cx)P#u10#ax#cx10究结果为基础,
2、综合气象条件诸因素而建立的。目前式中C(x#0#He))))以污染物的烟羽轴线为x轴研究得到的各种扩散模式还不能准确适用于各种复的坐标系中,(x#0)处的地面杂条件的场合,最常用的模式是以污染物浓度符合正3浓度mgPm;态分布为前提的高斯模式(GAUSEMODEL),在大气Q)))源强mgPs;小尺度(10km)范围内,这种假设基本能满足工程项He)))污染物有效源高,即烟囱的几何高度目环境影响评价的需要。加烟羽抬升高度之和m;该模式为(高架点源地面轴线浓度):2u10)))离污染地面10m高处的风速mPs;QHeC(x#0#He)=-ex
3、p-2R2p)))风速幂指数;P#u#Ry#RzzpH)))烟囱几何高度m。z式中u=u10)))烟流扩散层出口风速;10实际上,模式计算的根本关键在于对气象参数bRy=ax)))水平方向的扩散参数;u、风速幂指数p、大气扩散参数a、b、c、d以及人为d控制参数源强Q及烟羽有效高度He的确定和选取。Rz=cx)))垂直方向的扩散参数。各参数的确定通常通过实验实测或选取经验曲线而将上述各式代入上式得:求算,往往存在一定误差。各参数的估计误差自然会C(x#0#He)=不同程度地影响浓度计算的结果。pd(S乙)4、荣恒.随机过程及其应用.重庆:重庆大学出版社,1991.3何斌,谢开贵.关于大气综合质量的一个马尔柯夫随机预报模型.表明甲、乙、丙3条河流该年的水质状况都有所环境监测管理与技术,1998.10(2):18~21.恶化;这3条河流相比,该年丙河流的水质变化情况4刘万里,谭洁群.转移矩阵分析法在教学效率评价中的应用.系统相对最好、乙河流的水质变化情况相对最糟。工程理论与实践,2002.22(6):135~138、144.3几点说明5李建宁.齐次马尔柯夫链分析法在教学效率评价中的应用.系统工(1)各监测点各时期的水质综合质量级别经多次程理论与实践
5、,1996.16(3):67~72.[1,6~7]6何斌,谢开贵.大气环境质量综合评价的污染损失率法.环境保护,监测后由静态评价方法得到。1998.3:33~35.(2)各河流监测点的数目原则上可以不同。7何斌,高登好.大气环境质量综合评价的变权识别模型及其应用.(3)各河流监测时期原则上也可以不同;选择哪环境工程,2001.19(6):57~58,32.几个时期进行监测可视各河流实际情况而定。作者通讯处何斌661100云南省蒙自师范高等专科学校数学系。参考文献电话(0873)37282791劳期团.环境管理实用技术.北京:中国环境科学出版
6、社,1994.2002-09-06收稿环境工程2003年4月第21卷第2期63各参数的变化幅度在不同的距离处对相应浓度轴下方表示He变化幅度与C变化幅度方向相反。变化幅度究竟如何影响?在整个系统计算中,各参数究竟占多大比重?分析清楚这些问题能使我们更清楚地了解模式的结构以及各参数对浓度计算的贡献,从而可以确定参数估计的必要精度和有目的地采取最有效的方式来控制污染物的扩散。2灵敏度分析原理图1浓度C有效源高He灵敏度曲线设一函数Z=F(H),当H=H0时,函数为Z0=(2)浓度C对源强Q的灵敏度F(H0)。QCdCSQ=#=1灵敏度的定义为:
7、在H=H0附近,目标函数Z相dQCQ=67对于原值的变化率和参数H相对于H0的变化率的比浓度C对源强Q的灵敏度曲线为X轴上方一水值称为目标函数对参数的灵敏度,其表达式为:平直线,表明在下风任何距离处,源强的增加比率与浓度的增加比率相等。所以控制污染物扩散应根本Z$Z$H$ZH0SH==#Z0H0$HZ0从治理污染源出发。式中$Z=Z-Z0,$H=H-H0,当$Hy0时,忽略(3)浓度C对风速u的灵敏度高阶段微分项得:CdCuSu=#=-1duCu=1.5ZdZH0SH=#dHHZ0浓度C对风速u的灵敏度曲线为X轴下方一水0平线,即随着风速的
8、增长,污染浓度在X下风向任何实际上灵敏度就是函数变化幅度对参数变化幅距离处相应减少比率一致,故较大的风速有利于污染度的比值,环境条件固定时,它本身可以是一个具体物的扩散。的值,固
