大風(fēng)天氣條件下區(qū)域大氣污染物遷移規(guī)律模擬研究

摘要：為了減緩和控制大氣污染程度，需要研究大氣污染物遷移規(guī)律，但常規(guī)方法未考慮污染物隨風(fēng)移動(dòng)而產(chǎn)生的遷移現(xiàn)象，使獲得的遷移規(guī)律與實(shí)際情況存在較大誤差。因此，提出大風(fēng)天氣條件下區(qū)域大氣污染物遷移規(guī)律模擬研究。利用污染系數(shù)描述大氣污染物遷移與風(fēng)向、風(fēng)速間的關(guān)系，并采用雷諾數(shù)和運(yùn)動(dòng)學(xué)分析湍流對(duì)污染物的影響，結(jié)合濃度函數(shù)建立區(qū)域大氣污染物遷移模擬函數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)風(fēng)速較小時(shí)，大氣污染物獲得的動(dòng)能小，遷移能力較弱；當(dāng)風(fēng)速越大時(shí)，大氣污染物獲得動(dòng)能較大，遷移能力也越強(qiáng)。研究結(jié)果與實(shí)際情況一致，具有參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：大氣湍流；遷移規(guī)律；雷諾數(shù)；污染物濃度；污染系數(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：X51 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

前言

當(dāng)前，中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)主要依賴(lài)能源消耗，這也導(dǎo)致污染物排放量劇增。特別是混合型污染物、霾、光化學(xué)煙霧及二氧化氮等問(wèn)題突出。大氣污染物降低空氣質(zhì)量，威脅人體健康，因此研究污染物遷移規(guī)律有助于實(shí)施有效減排措施，促進(jìn)環(huán)境科學(xué)發(fā)展。

關(guān)于區(qū)域大氣污染物遷移規(guī)律模擬研究有：秦思達(dá)利用WRF-CMAQ模擬某區(qū)域大氣污染狀態(tài)，并基于零置法定量研究污染物各組成（SO2、NO2、PM10、PM2.5）遷移規(guī)律；丁咚等人通過(guò)污染源普查數(shù)據(jù)獲取某區(qū)域地理與環(huán)境數(shù)據(jù)，使用CALPUFF建立大氣污染物遷移規(guī)律模擬的數(shù)學(xué)模型；劉魏巍等人根據(jù)區(qū)域地理環(huán)境選擇污染物采樣點(diǎn)及采樣時(shí)間，利用主成分分析法分析污染物影響因素，通過(guò)CALINE4、CALQH模型建立污染物擴(kuò)散函數(shù)模型，并根據(jù)空間分布理論模擬污染物遷移規(guī)律。

上述方法在模擬區(qū)域大氣污染物遷移規(guī)律上取得了一定成果，但忽略了風(fēng)速、風(fēng)量等影響因素。在大風(fēng)天氣下，模擬結(jié)果與實(shí)際情況誤差較大。為此，研究大風(fēng)天氣條件下區(qū)域大氣污染物遷移規(guī)律模擬方法。根據(jù)大氣污染物遷移影響因素與運(yùn)動(dòng)學(xué)原理建立遷移規(guī)律數(shù)學(xué)模型。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，所提方法得出的PM10、PM2.5、SO2、CO、NO2污染物會(huì)隨著風(fēng)運(yùn)動(dòng)而遷移，風(fēng)速越大遷移越強(qiáng)，模擬結(jié)果與實(shí)際遷移規(guī)律相同。