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1、第8卷第2期辽宁师专学报Vol18No122006年6月JournalofLiaoningTeachersCollegeJun12006=应用研究>大气污染物扩散模型应用研究王寒梅,贾轶然(抚顺市环境保护监测站,辽宁抚顺113006)摘要:以抚顺市为例,对ADMS)城市大气污染物扩散模型进行检验,并对模型计算过程中要求的各种参数影响进行研究,证明ADMS)城市大气污染物扩散模型完全适用于在抚顺市应用,可以为抚顺市开展空气质量控制提供技术支持.关键词:扩散模型;总悬浮微粒;二氧化硫中图分类号:X83文献标识码:A文章编号:1008-56
2、88(2006)02-0078-02污染物在大气中的扩散研究是预测某一区域在某一时刻的环境空气质量的重要方法,开展大气污染物扩散研究的最主要内容就是进行大气污染物扩散模型的研究.1大气污染物扩散模型的研究状况应用大气污染物扩散模型可以在空气质量控制中开展空气质量评价和规划,为决策者提供基础数据.正确地模拟污染物在输送过程中经历的各种大气过程能够提高模型精度,因此是模型发展的重要方向.大气污染物扩散模型的发展分为三代.第一代模型为高斯扩散模型,它是一种经验模型,大量实验表明高斯分布是污染物浓度分布的较好的近似形式.高斯模型数学形式简单,
3、通过大规模的野外实验获得模型计算需要的主要参数,可以在各种气象条件下选用.第一代模型有以下两个特点:浓度计算在水平方向和垂直方向都采用高斯分布假设;湍流分类和扩散参数采用离散化的分类方法.它的优点是仅用常规气象观测资料就可以估算扩散参数,但不适用于高架源的远距离输送研究.20世纪80年代末期,世界上出现了酸雨及酸沉降模型,这些酸性污染物的输送/转化/沉降模型被称为第二代模型.第二代模型和第一代的根本区别是彻底的抛弃了传统的离散的稳定度分类法及扩散参数体系,并且在对流条件下,扩散模型在烟流的垂直分布上采用非高斯型算法.第三代模型是汇集上
4、述两个阶段模型的成果,结合计算机技术的新发展,如地理信息系统、输出结果专门图形软件和因特网数据传输等,同时增加了能见度计算等内容.目前国际上应用最广泛的是英国剑桥环境研究中心(CERC)开发研制的ADMS)城市大气污染物扩散模型.ADMS-城市大气污染物扩散模型专门致力于城市各类污染物的环境污染问题.本文就ADMS模型的原理及其应用进行探讨.ADMS-城市大气污染物扩散模型综合了典型的污染源大气扩散模型,同时增加了对污染物扩散过程中的化学反应和总悬浮微粒沉降的模拟,考虑了地形、地表粗糙度、气象条件的影响,最大限度地考虑了污染物扩散的影
5、响因素.大气扩散模型是依据对受到气象因素和地形因素影响的各类污染源作用于环境空气并使之发生变化而归纳出的反映这一变化和污染源、环境空气质量之间数量关系的数学公式和具体算法.建立扩散模型的目的,是帮助人们理解大气环境系统的复杂行为,并对过去发生的行为进行解释,进而运用模型预测环境影响,以大气环境系统过去的行为规律来推断未来.大气扩散模型就其根本而言是一种数学模式,用于定量描述大气污染物从排放源到环境迁移转化全过程的一种手段或工具,其核心部分是描写污染物在大气中的扩散和稀释作用.污染物在大气中所经历的其它过程,诸如烟气抬升,干、湿沉积和化
6、学转化过程等,则常以某种形式的过程参数、确定参数的方法或计算公式,以及子模型形式从属于大气扩散模型.此外,污染源和下垫面的状况也会影响污染物在大气中的变化和分布,这些因素及其影响规律亦必须在空气质量控制模型中得到恰如其分的反映.2ADMS)))城市大气污染物扩散模型的数学原理大气扩散模型研究的数学基础来源于高斯扩散模型.高斯扩散模型是根据统计学概念,假设一点源扩散满足正态分布原理进而推得的扩散分布规律.ADMS)))城市大气污染物扩散模型,对高斯模式进行扩展,并揉合了其它先进的污染扩散数学模型,它的优点是气象参数可使用气象部门的常规数
7、据.稳定条件下的污染物扩散形式比较简单,基本符合高斯扩散模型的正态分布,ADMS)城市大气污染物扩散模型更主要考虑的是在中性至不稳定条件下的污染物扩散数学表达方式.在不稳定条件下,由污染源自身的性质决定其易于沉降或是易于扩散,对易于沉降的采用PDF模式,对易于扩散的,采用小风对流尺度模式.在近中性至中性条件下,污染源自身性质所决定的扩散态势与气象条件的影响相比可以忽略不计,此时采用Loft模式计算污染源的扩散.3模型的有效性检验模型的有效性检验是确定模型能否在研究区域内应用的依据,本文对ADMS)城市大气污染物扩散模型的有效性进行了检
8、验.311LMO和网格源深度敏感性分析敏感性是决定模型计算结果准确性的主要因素,它依赖于莫宁)奥布霍夫长度LMO和网格源深度不同取值,需要通过数值模拟试验来找出取值规律.为此,本文中针对LMO和网格源深度进行了敏感性分析
