污染源對不同高度接受點的影響研究

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?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，實際環(huán)境影響評價報告書編制工作中，由于數(shù)據(jù)獲取、評價方法等的局限性，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進行模擬，在此基礎(chǔ)上進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的污染物分布，分析污染物的擴散規(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)計提供一定的參考意義。

關(guān)鍵詞：AERMOD模型；低架點源；不同高度接受點

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的相對位置，如何準確的考慮敏感點的位置，對合理判斷和研究大氣環(huán)境影響是十分必要的。

1 研究目標及意義

文主要以典型固定點源為研究對象，針對受點源影響的區(qū)域，運用AERMOD模型，預(yù)測區(qū)域在對不同高度受點的預(yù)測濃度的差異，研究不同高度受點濃度的分布規(guī)律，為引起環(huán)保工作者對不同高度敏感點的重視，對準確判斷固定低架源造成的環(huán)境影響提供技術(shù)支撐，同時也為排氣筒的合理設(shè)計提供基礎(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，運用AERMOD模式開展單個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)測坐標體系。（2）開展不同離地高度的網(wǎng)格點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)格點進行預(yù)測，分別計算日均濃度和年均濃度，取得典型離地高度下的網(wǎng)格點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，進一步細化預(yù)測該網(wǎng)格點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 處理原始氣象（包括地面氣象數(shù)據(jù)以及探空氣象數(shù)據(jù)）、地形數(shù)據(jù)，在運行AERMET、AERMEP基礎(chǔ)上運行AERMOD。（2）模擬不同的預(yù)測情景，運行計算，得出結(jié)果。（3）運用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

（1）預(yù)測情景1。設(shè)計3種代表性的污染源排放情景，分別以排放高度、煙囪實際高度作為變量，其他參數(shù)一致，因為排放的源強與污染物落地濃度成正比，不考慮擴散過程的衰減時，污染源排放參數(shù)只是一個相對量，因此本實驗不考慮具體的污染物名稱，研究分析計算結(jié)果時，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和最大年均濃度點為預(yù)測接受點進行分析。

5 研究結(jié)果

5.1 不同高度接受點濃度計算結(jié)果及規(guī)律

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

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

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

（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離地高度時基本已無明顯影響。

5.2 接受點濃度與排放高度的關(guān)系

隨離地高度的增加，接受點的最大日均濃度和年均濃度均呈先增大后減少的趨勢，15m高的接受點達到最大值。表面上看，最大接受點的高度與排氣筒的實際高度相接近，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一步找出影響最大接受點位置的主要參數(shù)。同時，通過進一步細化接受點的高度可以研究接受點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的影響程度與排氣筒有效高度密切相關(guān)，接受點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，不同離地高度的濃度變化不明顯。

6 總結(jié)

綜上所述，不同高度接受點的最大日均濃度的高值和低值差異性較大，建議當排氣筒主要影響區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)高層敏感目標時，高層的敏感點應(yīng)重點分析，因其實際影響濃度往往遠高于預(yù)測出來的落地濃度，當接受點的離地高度與排氣筒有效排放高度相差較大時，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，針對敏感點高程和排氣筒有效排放高度差異性較大的情形時，進行不同高度接受點預(yù)測的必要性不大。

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