污染源對不同高度接受點(diǎn)的影響研究

童文修

摘 要：在大氣環(huán)境影響預(yù)測分析中，一般通過確定污染源參數(shù)，在當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件和地形條件下，按照適合的大氣環(huán)境影響預(yù)測模式，通過計(jì)算得出污染物的最大地面濃度，來判定污染源的影響程度。而隨著城市的發(fā)展，越來越多的高層建筑物拔地而起，實(shí)際環(huán)境影響評價(jià)報(bào)告書編制工作中，由于數(shù)據(jù)獲取、評價(jià)方法等的局限性，對于大氣的污染預(yù)測一般僅考慮地面的濃度影響，空氣質(zhì)量現(xiàn)狀監(jiān)測采樣點(diǎn)和采樣高度的設(shè)置一般也只針對地面，很少考慮污染源對城市高層住宅樓的影響。本研究以受固定源影響的高層建筑作為研究對象，采用推薦預(yù)測模式AERMOD進(jìn)行模擬，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析不同排放高度設(shè)置與預(yù)測受體高度之間的關(guān)系。以最直觀形象的方式展示了不同高度接受點(diǎn)的污染物分布，分析污染物的擴(kuò)散規(guī)律，為污染物排放控制及治理提供科學(xué)依據(jù)及相應(yīng)建議，也可為排氣筒的設(shè)計(jì)提供一定的參考意義。

關(guān)鍵詞：AERMOD模型；低架點(diǎn)源；不同高度接受點(diǎn)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.178

大氣污染的形成及其對人類造成的危害逐漸被人們所知，危害的表現(xiàn)形式是多樣性的，既有急性的，有慢性的；既有直接的，又有間接的；既有長期的，也有短期的。大氣污染在很大程度上取決于污染源與敏感點(diǎn)的相對位置，如何準(zhǔn)確的考慮敏感點(diǎn)的位置，對合理判斷和研究大氣環(huán)境影響是十分必要的。

1 研究目標(biāo)及意義

文主要以典型固定點(diǎn)源為研究對象，針對受點(diǎn)源影響的區(qū)域，運(yùn)用AERMOD模型，預(yù)測區(qū)域在對不同高度受點(diǎn)的預(yù)測濃度的差異，研究不同高度受點(diǎn)濃度的分布規(guī)律，為引起環(huán)保工作者對不同高度敏感點(diǎn)的重視，對準(zhǔn)確判斷固定低架源造成的環(huán)境影響提供技術(shù)支撐，同時(shí)也為排氣筒的合理設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)支持。

2 研究內(nèi)容

本文以某模擬區(qū)域的典型污染源所在地為中心，邊長為5km的正方形為研究區(qū)域，運(yùn)用AERMOD模式開展單個(gè)污染源對各不同離地高度層面的預(yù)測研究。研究內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：

（1）研究區(qū)域氣象數(shù)據(jù)及地形數(shù)據(jù)的處理。查找研究區(qū)域的基礎(chǔ)資料，收集全年逐時(shí)逐次的地面氣象數(shù)據(jù)和高空氣象資料，建立預(yù)測坐標(biāo)體系。（2）開展不同離地高度的網(wǎng)格點(diǎn)的日均濃度和年均濃度預(yù)測。根據(jù)研究要求，在研究區(qū)域內(nèi)布設(shè)網(wǎng)格點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測，分別計(jì)算日均濃度和年均濃度，取得典型離地高度下的網(wǎng)格點(diǎn)最大日均濃度和最大年均濃度數(shù)據(jù)。根據(jù)最大日均濃度出現(xiàn)的網(wǎng)格點(diǎn)，進(jìn)一步細(xì)化預(yù)測該網(wǎng)格點(diǎn)各離地高度的最大日均濃度和最大年均濃度，取得典型網(wǎng)格點(diǎn)的縱向分布情況。（3）分析濃度分布規(guī)律。分析日均濃度和年均濃度在不同接受高點(diǎn)的差異性和分布規(guī)律。分析排放高度和最大濃度出現(xiàn)位置的相關(guān)性。

3 研究方法和技術(shù)路線

（1）利用AERMET、AERMEP 處理原始?xì)庀螅òǖ孛鏆庀髷?shù)據(jù)以及探空氣象數(shù)據(jù)）、地形數(shù)據(jù)，在運(yùn)行AERMET、AERMEP基礎(chǔ)上運(yùn)行AERMOD。（2）模擬不同的預(yù)測情景，運(yùn)行計(jì)算，得出結(jié)果。（3）運(yùn)用EIAProA Drawer繪制各不同離地高度的等值線圖，對比各離地高度下的圖形結(jié)果，研究影響程度和影響范圍的變化規(guī)律。

4 污染源模擬和情景設(shè)計(jì)

（1）預(yù)測情景1。設(shè)計(jì)3種代表性的污染源排放情景，分別以排放高度、煙囪實(shí)際高度作為變量，其他參數(shù)一致，因?yàn)榕欧诺脑磸?qiáng)與污染物落地濃度成正比，不考慮擴(kuò)散過程的衰減時(shí)，污染源排放參數(shù)只是一個(gè)相對量，因此本實(shí)驗(yàn)不考慮具體的污染物名稱，研究分析計(jì)算結(jié)果時(shí)，只需要關(guān)注落地濃度的相對大小。

（2）預(yù)測情景2。1）煙囪的實(shí)際高度和排放速率不變，通過改變煙氣量和煙溫改變煙囪的抬升高度。2）改變煙囪的實(shí)際高度，其他參數(shù)保持不變。3）選取該氣象條件下的最大日均濃度點(diǎn)和最大年均濃度點(diǎn)為預(yù)測接受點(diǎn)進(jìn)行分析。

5 研究結(jié)果

5.1 不同高度接受點(diǎn)濃度計(jì)算結(jié)果及規(guī)律

根據(jù)預(yù)測結(jié)果，各接受點(diǎn)的最大日均濃度表現(xiàn)出以下幾點(diǎn)規(guī)律：

（1）不同高度的接受點(diǎn)的最大日均濃度的高值和低值差異性較大，最大值可達(dá)地面濃度的5.8倍，50m高度計(jì)算范圍內(nèi)最大值達(dá)最小值的12.2倍。

（2）不同高度的接受點(diǎn)的最大日均濃度隨離地高度有所變化，其中網(wǎng)格點(diǎn)的最大日均濃度值總體呈先增加再減少的趨勢，在15m離地高度時(shí)達(dá)到最大值。

（3）隨離地高度的增加，主要影響范圍呈先增大后減少的趨勢，在50m離地高度時(shí)基本已無明顯影響。

5.2 接受點(diǎn)濃度與排放高度的關(guān)系

隨離地高度的增加，接受點(diǎn)的最大日均濃度和年均濃度均呈先增大后減少的趨勢，15m高的接受點(diǎn)達(dá)到最大值。表面上看，最大接受點(diǎn)的高度與排氣筒的實(shí)際高度相接近，而在大氣預(yù)測中排放有效高度為煙囪高度和煙氣抬升高度的和，通過模擬設(shè)置排放高度和煙囪高度可以進(jìn)一步找出影響最大接受點(diǎn)位置的主要參數(shù)。同時(shí)，通過進(jìn)一步細(xì)化接受點(diǎn)的高度可以研究接受點(diǎn)濃度與污染源排放參數(shù)的相對關(guān)系。具體得出以下結(jié)論：

（1）排氣筒對不同高度接受點(diǎn)的影響程度與排氣筒有效高度密切相關(guān)，接受點(diǎn)最大值高度與排氣筒的有效排放高度接近。

（2）離地高度與排氣筒有效排放高度相差較大時(shí)，不同離地高度的濃度變化不明顯。

6 總結(jié)

綜上所述，不同高度接受點(diǎn)的最大日均濃度的高值和低值差異性較大，建議當(dāng)排氣筒主要影響區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)高層敏感目標(biāo)時(shí)，高層的敏感點(diǎn)應(yīng)重點(diǎn)分析，因其實(shí)際影響濃度往往遠(yuǎn)高于預(yù)測出來的落地濃度，當(dāng)接受點(diǎn)的離地高度與排氣筒有效排放高度相差較大時(shí)，不同離地高度的濃度變化不明顯。因此，在環(huán)境影響預(yù)測工作中，針對敏感點(diǎn)高程和排氣筒有效排放高度差異性較大的情形時(shí)，進(jìn)行不同高度接受點(diǎn)預(yù)測的必要性不大。

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