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大气扩散高斯模式的灵敏度系统分析

pd(S乙)

表明甲、乙、丙3条河流该年的水质状况都有所恶化;这3条河流相比,该年丙河流的水质变化情况相对最好、乙河流的水质变化情况相对最糟。

3几点说明

(1)各监测点各时期的水质综合质量级别经多次监测后由静态评价方法[1,6~7]得到。

(2)各河流监测点的数目原则上可以不同。

(3)各河流监测时期原则上也可以不同;选择哪几个时期进行监测可视各河流实际情况而定。

参考文献

1劳期团.环境管理实用技术.北京:中国环境科学出版社,1994.2孙荣恒.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.

环境监测管理与技术,1998.10(2):18~21.

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.系统工程理论与实践,2002.22(6):135~138、144.

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.系统工程理论与实践,1996.16(3):67~72.

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, 1998.3:33~35.

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.

环境工程,2001.19(6):57~58,32.

作者通讯处何斌661100云南省蒙自师范高等专科学校数学系。电话(0873)3728279

2002-09-06收稿

大气扩散高斯模式的灵敏度系统分析

洪伟古国榜

(华南理工大学理学院,广州510641)

杨立君

(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

1大气扩散高斯模式

大气扩散数学模式是以大气扩散理论和实验研

究结果为基础,综合气象条件诸因素而建立的。目前

研究得到的各种扩散模式还不能准确适用于各种复

杂条件的场合,最常用的模式是以污染物浓度符合正

态分布为前提的高斯模式(GA USE M OD EL),在大气

小尺度(10km)范围内,这种假设基本能满足工程项

目环境影响评价的需要。

该模式为(高架点源地面轴线浓度):

C(x#0#He)=

P#u-#R y#R z

exp-

He2

2R2z

式中

u=u10

)))烟流扩散层出口风速;

R y=ax b)))水平方向的扩散参数; R z=c x d)))垂直方向的扩散参数。将上述各式代入上式得:

C(x#0#H e)=

P#u10

#ax b#c x d

exp-

He2

2(c x d)2

式中

C(x#0#He))))以污染物的烟羽轴线为x轴

的坐标系中,(x#0)处的地面

浓度mg P m3;

Q)))源强mg P s;

He)))污染物有效源高,即烟囱的几何高度

加烟羽抬升高度之和m;

u10)))离污染地面10m高处的风速m P s;

p)))风速幂指数;

H)))烟囱几何高度m。

实际上,模式计算的根本关键在于对气象参数u、风速幂指数p、大气扩散参数a、b、c、d以及人为控制参数源强Q及烟羽有效高度He的确定和选取。各参数的确定通常通过实验实测或选取经验曲线而求算,往往存在一定误差。各参数的估计误差自然会不同程度地影响浓度计算的结果。

环境工程2003年4月第21卷第2期

各参数的变化幅度在不同的距离处对相应浓度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

设一函数Z=F(H),当H=H0时,函数为Z0= F(H0)。

灵敏度的定义为:在H=H0附近,目标函数Z相对于原值的变化率和参数H相对于H0的变化率的比值称为目标函数对参数的灵敏度,其表达式为:

S Z H=$Z

H0=

式中$Z=Z-Z0,$H=H-H0,当$H y0时,忽略高阶段微分项得:

S Z H=d Z

d H H

实际上灵敏度就是函数变化幅度对参数变化幅度的比值,环境条件固定时,它本身可以是一个具体的值,固定参数的初始值H0,在不同状态下,其灵敏度是不同的。例如对于高斯模式,各参数灵敏度相对于下风距离x为一函数。灵敏度概念的引入揭示了各参数在不同距离处对浓度的影响规律,有助于解决以上问题。

3高斯模式的灵敏度分析

对于高斯模式

C(x#0#H e)=

P#u10H

#ax b#c x d

exp-

He2

2(c x d)2

设定式中各参数初始值为:u=115m P s,Q=67g P s,p =0127,a=0144,b=0184,c=0130,d=0180,H= 80m(为简化计算,设$'也为80m,则He=160m)。311浓度 C对各参数的灵敏度分析

(1)浓度 C对有效高度He的灵敏度

S C He=d C

d H

C He=160

-He2

R2z

-284444

X116

如图1所示,浓度 C对有效高度He的灵敏度曲线说明在污染源近距离处,源高变化对浓度变化影响显著,而随着距离的增加,这种影响逐渐减小。表明增加源高对近距离处浓度下降很有意义。曲线在X 轴下方表示He变化幅度与

C变化幅度方向相反。

图1浓度

C有效源高He灵敏度曲线

(2)浓度 C对源强Q的灵敏度

S C Q=

d C

d Q

C Q=67

浓度 C对源强Q的灵敏度曲线为X轴上方一水平直线,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从治理污染源出发。

(3)浓度 C对风速u的灵敏度

S C u=

d C

d u

C u=1.5

=-1

浓度 C对风速u的灵敏度曲线为X轴下方一水平线,即随着风速的增长,污染浓度在X下风向任何距离处相应减少比率一致,故较大的风速有利于污染物的扩散。

(4)浓度 C对风速幂指数p的灵敏度

S C p=

d C

d p#

C p=0127

=-0156

浓度 C对风速幂指数p的灵敏度曲线也为X轴下方一水平线,即幂指数p的变化率与浓度变化率方向相反,说明风速梯度大,下垫面粗糙的地形有利于污染物的扩散。

(5)浓度 C对扩散参数R y系数a的灵敏度

S C a=

d C

d a#

C a=0.44

=-1

与S C u2X曲线一样,浓度 C对a的灵敏度曲线中,a值的变化率等于浓度的变化率,但方向相反,a 值增加,即R y增加,水平方向扩散参数增大,地面污染物浓度呈相等比例降低。

(6)浓度 C对扩散参数R y系数b的灵敏度

S C b=

d C

d b

C b=0.84

=-b ln x=-0.84ln x 浓度 C对b的灵敏度曲线(图2)位于X轴下方,是一条对数曲线,b值的很小变化,随着下风距离增加,地面浓度增加率将越来越大。参数b是一个高灵敏度参数,该值的估计必须有足够精度。

环境工程2003年4月第21卷第2期

图2 浓度 C 对参数b 的灵敏度曲线

(7)浓度 C 对扩散参数R z 系数c 的灵敏度

C c =

d C d c

c C

c =0.3

=He 2

R 2z -1=284444-x

116

C c

2X 曲线如图3所示,在污染源近距离处,S C c

值很大,该值的微小波动会使浓度有很大的改变,说明参数c 在近距离处是一个高灵敏度参数。

图3 浓度 C 对参数c 的灵敏度曲线

(8)浓度 C 对扩散参数R z 系数d 的灵敏度S

C d

d C d d

#d C

d =0.8

=227555ln x x 116

-018ln x 如图4所示,S

C d 2X 曲线与S

C c 2X

曲线相似,但它更陡峭,高灵敏影响的距离也更远,该值的微小波动,在近距离处浓度变化极大,X 下风向距离增加后,这种变化才趋于平缓。该值是模式系统中灵敏度最高的参数,因而准确求取该参数对于整个大气模式的计算至关重要。

图4 浓度 C 对参数d 的灵敏度曲线

312 浓度 C 对各参数灵敏度的归一化分析

在整个高斯模式系统中,各参数的灵敏度在不同的X 下风距离处都有不同,诸如S

C He 、S

C c 、S

C d 在近距离处就很大,随着距离增加而逐渐减小;而S

C b

则随X 下风距离增加相应增加,其余各参数灵敏度则与X 下风距离无关为定值。将所有参数的灵敏度进行归一化处理,如图5所示。

在源高附近,S

C He 、S

C c 、S

C d 占绝对主导地位,特别是S

C d 在近200m 处达最大值。所以d 、He 、c 值精度不

图5 高斯模式各参数灵敏度归一化分析曲线

够时,近距离处的计算浓度值误差将会很大;随着下

风距离的增加,b 值灵敏度所占比重越来越大,接近3000m 距离时,S

C b 将占主导地位,极小的波动,都会

很大程度的影响整个模式的计算结果。因此,提高b 值的精度也是很有必要的。其它各参数灵敏度所占比重较小。4 结论

(1)通过对大气扩散高斯模式的灵敏度分析得出,除S

C p <1外,其余各参数灵敏度都较大,特别是S

C He 、S

C c 、S

C d 、S

C b ,即如果由于参数求取时与真实值间存在一定误差,则计算浓度与真实浓度间的误差幅度将更大。故高斯扩散模式是一个高灵敏度计算模式,稳定性较差。

(2)要正确预测污染物地面浓度,应用高斯模式时必须通过实验观测手段求取扩散参数,以尽可能提高b 、c 、d 参数的精度;而对于风速幂指数p 的求取,则由于其灵敏度较小,通过简单实验、通过经验公式计算或查表获得即可,其估值精度范围可放宽。

(3)选用合理的烟羽抬升高度公式,正确估算烟囱有效高度也是极其重要的。不同的抬升高度公式所计算出的地面浓度结果相差很大。

(4)控制污染源近距离处的地面浓度,用加高烟囱几何高度,加强烟流热力抬升的方法是有效的;而对于污染源远距离处,这种效果不显著,应着重控制和削减污染物的排放量,在实际工程中,往往是通过

技术经济的比较和论证来确定控制大气污染的最佳方案,从而使社会效益、经济效益和环境效益得到较好的统一。

参考文献

1 程声通,陈毓龄.环境系统分析.北京:高等教育出版社,1988.

2 励哉拱.工程项目大气环境影响评价的扩散模式计算.环境污染与

防治,1988.

作者通讯处洪伟 528300 广东省顺德市新宁路55号环境科学研

究所。

电话 (0765)2232660

2002-06-27收稿

环境工程

2003年4月第21卷第2期

SPECTROPHOTOM ETRIC DETERM IN ATION OF Cr (?)IN ELECTROPLA TING EFFLUENT WITH FADING REA CTION OF GALLOCY AN INE

G uo Zhenliang et al (53)

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Abstr act The fadi ng oxidation of gallocy anine by Cr(?)in H 2SO 42H 3PO 4medium at 100e is investigated.The maximum absorptivity wavelength is 530n m and the apparent mo lar abso rptivi ty is 1.90@104L P mo l #cm.Beer .s law w ill be obeyed if the concentrati on of Cr(?)is in the range o f 0~1.04L g P mL.The method has been applied to the determination of Cr (?)in electroplating effluent with satisfactory results.

Keywor ds chro mium (?),gallocyanine and fading spectro photometry

A PPLICATION OF N ETWORK SAM PLIN G 2CLU STER ANA LYSIS

IN OPTIMI ZATION OF

M ONITORIN G SITES Feng Zhiyu (55)

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Abstr act The ambinet ai r sampling sites of Shenyang Eco nomic and Technical Develop ment Z one were o ptimized by netwo rk sampling 2cluster analysis,by w hich four sites were selected from fourteen,in order to obtain the representative mo ni torin g data.The cost o f the monitoring was lo wered o n the prerequisi te for ensuring the reliability of the monitoring data.

Keywor ds netw ork sampling,cluster analysis,op timizatio n and sampling sites

THE STU DY OF DETERM IN ATION OF FORM A LDEH YDE IN A IR BY FORM A LDEHY DE AN A LY ZER Zhang Hairong et al (58)

,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Abstr act The method of determini ng formaldehyde in air by formaldehy de analyzer is studied.The opti mu m reading condition of the analyzer is wo rked out.By experiments the degree o f precision and nicety are ideal.There is no si gni ficant di fference betw een this method and diaceto ne spectropho to metry.The metho d is fast and sensitive.The metho d solves the problem of volume mo ni tori ngs at sites.

Keywor ds formaldehyde,air ,formaldehyde analyzer and analy tic metho d

M ARKOV METH OD OF DYN AM IC ASSESSMENT ON WATER QUA LITY

He Bin et al (60)

,,,,

Abstr act According to rand om process theo ry,the paper co nstructed a new type of possibility transi tion matrix,and i nducted pro gress degree concept.Based on the matrix and pro gress deg ree,co mprehensive quality of w ater was dy namically assessed.The method was explained thro ugh a real example.

Keywor ds possibility transitio n matr i x,pro gress degree,co mprehensive quality of w ater,dynamic assessment and example analysi s

SYSTEM IC A NA LYSIS OF SEN SITIV ITY OF GAU SS MODEL FOR A TM OSPHERIC DIFFUSION

Hong W ei et al (62)

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Abstr act The sensi tivity analysis of the parameters o f Gauss model for atmospheric diffusion is co nducted to kno w the sensitivi ty of every factor to air pollutants diffusion.The resul ts show that increasing the height of a chi meny is an effective method to reduce the concentration ground a pollutio n source;yet the concentratio n at a long distance aw ay fro m a pollutio n source can be lo wered o nly by decreasing the emission o f a pollutant.

Keywor ds Gauss mo del,parameter,sensitivi ty analysis and concen tratio n o f pollutant

DISTRIBUTION FORECA ST AN D CONTROL M EA SURES OF AIR TSP CONCENTRA TION IN URBAN A REA OF X UANHU A

W ang G uihua et al (65)

,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

Abstr act According to the fuel co nsu mp tion and direct TSP emission amo unt,this paper calculates total TSP emission amo unt in urban area of Xuanhua.Under the conditio n that emissi on so urce parameters and local meteoro logical condition data hav e been determined,ISCS T3mo del is used to simulate and forcast the spatial distributio n o f TSP concentratio ns.Thus the conclusio ns are draw n that in summer more than 20.6%receptors have an average monthly TSP cocnentration o f o ver grade 22ambinet air quality standard,and in winter mo re than 34.9%receptors have an average monthly concentration of o ver grade 22ambinet air q uali ty standard.The air quality at Martyr Cemetery recepto r is better than that at District Government recep tor,and the air q uality at D istrict Gov ern ment recep to r is better than that at Coking Plan t receptor.A nd the Co king Plant receptor has an average mon thly T SP concentration of o ver grade 22ambient air quality standard in the w hole year.It analyzes the reason o f TSP pollution,and bring s forward some control measures.

Keywor ds T SP concentration,ISC ST3,recep tor,grade 22ambient i r q uali ty standard and control measure

ENVIR ONMENTAL ENGINEERING

Vol 121,No 12,April,2003

高斯扩散模型.

大气污染扩散第一节大气结构与气象有效地防止大气污染的途径，除了采用除尘及废气净化装置等各种工程技术手段外，还需充分利用大气的湍流混合作用对污染物的扩散稀释能力，即大气的自净能力。污染物从污染源排放到大气中的扩散过程及其危害程度，主要决定于气象因素，此外还与污染物的特征和排放特性，以及排放区的地形地貌状况有关。下面简要介绍大气结构以及气象条件的一些基本概念。一、大气的结构气象学中的大气是指地球引力作用下包围地球的空气层，其最外层的界限难以确定。通常把自地面至1200 km左右范围内的空气层称做大气圈或大气层，而空气总质量的98．2％集中在距离地球表面30 km以下。超过1200 km的范围，由于空气极其稀薄，一般视为宇宙空间。自然状态的大气由多种气体的混合物、水蒸气和悬浮微粒组成。其中，纯净干空气中的氧气、氮气和氩气三种主要成分的总和占空气体积的99.97％，它们之间的比例从地面直到90km高空基本不变，为大气的恒定的组分；二氧化碳由于燃料燃烧和动物的呼吸，陆地的含量比海上多，臭氧主要集中在55～60km高空，水蒸气含量在4％以下，在极地或沙漠区的体积分数接近于零，这些为大气的可变的组分；而来源于人类社会生产和火山爆发、森林火灾、海啸、地震等暂时性的灾害排放的煤烟、粉尘、氯化氢、硫化氢、硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物为大气的不定的组分。大气的结构是指垂直（即竖直）方向上大气的密度、温度及其组成的分布状况。根据大气温度在垂直方向上的分布规律，可将大气划分为四层：对流层、平流层、中间层和暖层，如图5－1所示。 1. 对流层对流层是大气圈最靠近地面的一层，集中了大气质量的75％和几乎全部的水蒸气、微尘杂质。受太阳辐射与大气环流的影响，对流层中空气的湍流运动和垂直方向混合比较强烈，主要的天气现象云雨风雪等都发生在这一层，有可能形成污染物易于扩散的气象条件，也可能生成对环境产生有危害的逆温气象条件。因此，该层对大气污染物的扩散、输送和转化影响最大。大气对流层的厚度不恒定，随地球纬度增高而降低，且与季节的变化有关，赤道附近约

郝吉明第三版大气污染控制工程课后答案完整版

大气污染控制工程课后答案（第三版）主编：郝吉明马广大王书肖目录第一章概论第二章燃烧与大气污染第三章大气污染气象学第四章大气扩散浓度估算模式第五章颗粒污染物控制技术基础第六章除尘装置第七章气态污染物控制技术基础第八章硫氧化物的污染控制第九章固定源氮氧化物污染控制第十章挥发性有机物污染控制第十一章城市机动车污染控制

第一章概论 1.1 干结空气中N 2、O 2、Ar 和CO 2气体所占的质量百分数是多少？解：按1mol 干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故n N2=0.781mol ，n O2=0.209mol ，n Ar =0.00934mol ，n CO2=0.00033mol 。质量百分数为 %51.75%100197.2801.28781.0%2=???= N ，%08.23%100197.2800 .32209.0%2=???=O ； % 29.1%1001 97.2894 .3900934.0%=???=Ar ，%05.0%100197.2801 .4400033.0%2=???=CO 。 1.2 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出SO 2、NO 2、CO 三种污染物日平均浓度限值的体积分数。解：由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下： SO2：0.15mg/m 3，NO2：0.12mg/m 3，CO ：4.00mg/m 3。按标准状态下1m 3 干空气计算，其摩尔数为mol 643.444 .221013 =?。故三种污染物体积百分数分别为：

SO 2： ppm 052.0643.44641015.03=??-，NO 2：ppm 058.0643.44461012.03 =??- CO ： ppm 20.3643 .44281000.43 =??-。 1.3 CCl 4气体与空气混合成体积分数为1.50×10－4的混合气体，在管道中流动的流量为10m 3N 、/s ，试确定：1）CCl 4在混合气体中的质量浓度ρ（g/m 3N ）和摩尔浓度c （mol/m 3N ）；2）每天流经管道的CCl 4质量是多少千克？解：1）ρ（g/m 3 N ）3 3 4/031.110 4.221541050.1N m g =???=-- c （mol/m 3 N ）3 33 4/1070.610 4.221050.1N m mol ---?=??=。 2）每天流经管道的CCl 4质量为1.031×10×3600×24×10－3kg=891kg 1.4 成人每次吸入的空气量平均为500cm 3，假若每分钟呼吸15次，空气中颗粒物的浓度为200g μ/m 3，试计算每小时沉积于肺泡内的颗粒物质量。已知该颗粒物在肺泡中的沉降系数为0.12。解：每小时沉积量200×（500×15×60×10－6）×0.12g μ=10.8g μ 1.5 设人体肺中的气体含CO 为2.2×10－4，平均含氧量为19.5%。如果这种浓度保持不变，求COHb 浓度最终将达到饱和水平的百分率。解：由《大气污染控制工程》P14 （1－1），取M=210 2369.0105.19102.22102 4 22=???==--∝O p p M Hb O COHb ，

大气污染物扩散模式

第四章大气扩散浓度估算模式第一节湍流扩散的基本理论一湍流 1．定义：大气的无规则运动风速的脉动风向的摆动 2．类型：按形成原因热力湍流：温度垂直分布不均（不稳定）引起，取决于大气稳定度机械湍流：垂直方向风速分布不均匀及地面粗糙度引起 3．扩散的要素风：平流输送为主，风大则湍流大湍流：扩散比分子扩散快105～106倍二湍流扩散理论（主要阐述湍流与烟流传播及湍流与物质浓度衰减的关系） 1.梯度输送理论通过与菲克扩散理论类比建立起来的（菲克定律：单位时间内通过单位断面上的物质的数量与浓度梯度呈正比）类比于分子扩散，污染物的扩散速率与负浓度梯度成正比 x C k F ??-= 式中，F — 污染物的输送通量 k — 湍流扩散系数 C — 污染物的浓度 X — 与扩散截面垂直的空间坐标（扩散过程的长度） x C ??— 浓度梯度要求得各种条件下某污染物的时、空分布，由于边界条件往往很复杂，不能求出严格的分析解，只能是在特定的条件下求出近似解，再根据实际情况进行修正。 2.湍流统计理论泰勒首先将统计理论应用在湍流扩散上图4-1显示：从原点O 放出的粒子，在风沿着x 方向吹的湍流大气中扩散。粒子的位置用y 表示，则结论为： ①y 随时间变化，但其变化的平均值为零 ②若从原点放出很多粒子，则在x 轴上粒子的浓度最高，浓席分布以x 轴为对称轴，并符合正态分布。萨顿实用模式：解决污染物在大气中扩散的实用模式高斯模式：应用湍流统计理论得出正态分布假设下的扩散模式 3.相似理论第二节高斯扩散模式一坐标系的建立—右手坐标系

1．原点O ：无界点源或地面源，O 为污染物的排放点高架源，O 为污染物的排放点在地面上的投影点补充：点源高架源连续源固定源线源地面源间歇源流动源面源 2．x 轴：正向为平均风向，烟流中心线与x 轴重合 3．y 轴：垂直于x 轴 4．z 轴：垂直于xoy 平面二高斯模式的有关假定 1．污染物浓度在y 、z 轴上的分布为正态分布； )2exp(21 )(22 y y y y f σπ σ-= )2exp(21 )(22 z z z z f σπ σ-= y σ，z σ— 分别为污染物在y 和z 方向上分布的标准差，m 2．全部高度风速均匀稳定，即风速u 为常数； 3．源强是连续均匀稳定的，源强Q 为定值； 4．扩散中污染物是守恒的，不考虑转化，即烟云在扩散过程中没有沉降、化合、分解及地面吸收、吸附作用发生； 0=??t C 5．在x 方向上，输送作用远远大于扩散作用，即 )(x C k x x C u x ????>>??； 6．地面足够平坦。

大气污染课后答案-4章

四章大气扩散浓度估算模式 4.1 污染源的东侧为峭壁，其高度比污染源高得多。设有效源高为H ，污染源到峭壁的距离为L ，峭壁对烟流扩散起全反射作用。试推导吹南风时高架连续点源的扩散模式。当吹北风时，这一模式又变成何种形式？解：吹南风时以风向为x 轴，y 轴指向峭壁，原点为点源在地面上的投影。若不存在峭壁，则有 ]}2)(exp[]2)(){exp[2exp(2),,,(2 2 2222' z z y z y H z H z y u Q H z y x σσσσσπρ+-+---= 现存在峭壁，可考虑ρ为实源与虚源在所关心点贡献之和。实源]}2)(exp[]2)(){exp[2exp(22 2 22221z z y z y H z H z y u Q σσσσσπρ+-+---= 虚源]}2)(exp[]2)(]{exp[2)2(exp[222 222 22z z y z y H z H z y L u Q σσσσσπρ+-+----= 因此]}2)(exp[]2)(){exp[2exp(22 2 2222z z y z y H z H z y u Q σσσσσπρ+-+---=+ ]}2)(exp[]2)(]{exp[2)2(exp[22 2 2222z z y z y H z H z y L u Q σσσσσπ+-+---- =]}2)(exp[]2)(]}{exp[2)2(exp[)2{exp(22 2 222222z z y y z y H z H z y L y u Q σσσσσσπ+-+----+- 刮北风时，坐标系建立不变，则结果仍为上式。 4.2 某发电厂烟囱高度120m ，内径5m ，排放速度13.5m/s ，烟气温度为418K 。大气温度288K ，大气为中性层结，源高处的平均风速为4m/s 。试用霍兰德、布里格斯（x<=10H s ）、国家标准GB/T13201－91中的公式计算烟气抬升高度。解：霍兰德公式 m D T T T u D v H s a s s 16.96)5418 288 4187.25.1(455.13)7 .25.1(=?-?+?=-+= ?。布里格斯公式 kW kW D v T T T Q s s a s H 210002952155.1341828841810 6.9 7.2106.97.22 3 23>=??-??=-??= --且x<=10Hs 。此时 3/23/213/11 3 /23/180.2429521362.0362.0x x u x Q H H =??==?--。

点污染源空气污染扩散模型

8 点、中午12 点、晚上9 点都没有排放气体，该怎么算，是不是需要找到一个关于时间t的函数，来计算多长时间之后污染还剩下多少 c=Q./(2*pi*sigy.*sigz*u+eps).*exp(-0.5*(y.^2)./((sigy+eps).^2)).*(exp(-0.5*(z-H).^2./((sigz+eps).^2))+exp(-0.5*(z+H).^2./((sigz+ eps).^2))); 这个函数对吗？该调用什么函数？问题：建立单污染源空气污染扩散模型，描述其对周围空气污染的动态影响规律。现有河北境内某一工厂废气排放烟囱高50m，主要排放物为氮氧化物。早上9 点至下午 3 点期间的排放浓度为406.92mg/m3，排放速度为1200m3 /h；晚上10 点-凌晨4 点期间的排放浓度为1160mg/m3，排放速度为5700m3 /h；通过你的扩散模型求解该工厂方圆51 公里分别在早上浓度8 点、中午12 点、晚上9 点空气污染分布和空气质量等级。源代码 clear all clc [x,y]=meshgrid(0:20:5100,0:20:5100); Q=135.64; z=1.5; H=50; u=1.94; sigy=0.3914238*x.^0.865014; sigz=0.0757182*x.^1.00770; c=Q./(2*pi*sigy.*sigz*u+eps).*exp(-0.5*(y.^2)./((sigy+eps).^2)).*(exp(-0.5*(z-H).^2./((sigz+eps).^2))+exp(-0.5*(z+H).^2./((sigz+ eps).^2))); mesh(x,y,c); xlabel('X'),ylabel('Y'),zlabel('C'), clear all clc [x,y]=meshgrid(-5100:20:5100,-5100:20:5100); Q=1836.7; z=1.5; H=50; u=1.7; sigy=0.3914238*x.^0.865014; sigz=0.0757182*x.^1.00770; c=Q./(2*pi*sigy.*sigz*u+eps).*exp(-0.5*(y.^2)./((sigy+eps).^2)).*(exp(-0.5*(z-H).^2./((sigz+eps).^2))+exp(-0.5*(z+H).^2./((sigz+ eps).^2))); mesh(x,y,c); xlabel('X'),ylabel('Y'),zlabel('C'), 分享到： 2015-05-29 16:32 提问者采纳 clear all [x,y]=meshgrid(-51000:100:51000,-51000:100:51000); Q=135.64; z=1.5; H=50; u=1.94; sigy=0.3914238*x.^0.865014;

大气污染扩散模型

第一节大气污染物的扩散一、湍流与湍流扩散理论 1. 湍流低层大气中的风向是不断地变化，上下左右出现摆动；同时，风速也是时强时弱，形成迅速的阵风起伏。风的这种强度与方向随时间不规则的变化形成的空气运动称为大气湍流。湍流运动是由无数结构紧密的流体微团——湍涡组成，其特征量的时间与空间分布都具有随机性，但它们的统计平均值仍然遵循一定的规律。大气湍流的流动特征尺度一般取离地面的高度，比流体在管道内流动时要大得多，湍涡的大小及其发展基本不受空间的限制，因此在较小的平均风速下就能有很高的雷诺数，从而达到湍流状态。所以近地层的大气始终处于湍流状态，尤其在大气边界层内，气流受下垫面影响，湍流运动更为剧烈。大气湍流造成流场各部分强烈混合，能使局部的污染气体或微粒迅速扩散。烟团在大气的湍流混合作用下，由湍涡不断把烟气推向周围空气中，同时又将周围的空气卷入烟团，从而形成烟气的快速扩散稀释过程。烟气在大气中的扩散特征取决于是否存在湍流以及湍涡的尺度(直径)，如图5－7所示。图5－7（a）为无湍流时，烟团仅仅依靠分子扩散使烟团长大，烟团的扩散速率非常缓慢，其扩散速率比湍流扩散小5～6个数量级；图5 －7（b）为烟团在远小于其尺度的湍涡中扩散，由于烟团边缘受到小湍涡的扰动，逐渐与周边空气混合而缓慢膨胀，浓度逐渐降低，烟流几乎呈直线向下风运动；图5－7（c）为烟团在与其尺度接近的湍涡中扩散，在湍涡的切入卷出作用下烟团被迅速撕裂，大幅度变形，横截面快速膨胀，因而扩散较快，烟流呈小摆幅曲线向下风运动；图5－7（d）为烟团在远大于其尺度的湍涡中扩散，烟团受大湍涡的卷吸扰动影响较弱，其本身膨胀有限，烟团在大湍涡的夹带下作较大摆幅的蛇形曲线运动。实际上烟云的扩散过程通常不是仅由上述单一情况所完成，因为大气中同时并存的湍涡具有各种不同的尺度。根据湍流的形成与发展趋势，大气湍流可分为机械湍流和热力湍流两种形式。机械湍流是因地面的摩擦力使风在垂直方向产生速度梯度，或者由于地面障碍物(如山丘、树木与建筑物等)导致风向与风速的突然改变而造成的。热力湍流主要是由于地表受热不均匀，或因大气温度层结不稳定，在垂直方向产生温度梯度而造成的。一般近地面的大气湍流总是机械湍流和热力湍流的共同作用，其发展、结构特征及强弱决定于风速的大小、地面障碍物形成的粗糙度和低层大气的温度层结状况。 2. 湍流扩散与正态分布的基本理论气体污染物进入大气后，一面随大气整体飘移，同时由于湍流混合，使污染物从高浓度区向低浓度区扩散稀释，其扩散程度取决于大气湍流的强度。大气污染的形成及其危害程度在于有害物质的浓度及其持续时间，大气扩散理论就是用数理方法来模拟各种大气污染源在

大气污染物扩散高斯模型模拟

大气污染物扩散的高斯模型模拟：可视化模拟点源大气污染的扩散Gaussian Atmospheric Dispersion Model 突发性大气污染事故时有发生，对大气污染扩散进行模拟和分析，有利于减小事故的危害，减轻人员伤亡和财产损失。高斯扩散模型是国际原子能机构(IAEA)推荐使用于重气云扩散模拟的数学模型,该模型在非重气云扩散的应用日益广泛。高斯扩散模型是描述大气对有害气体的输移、扩散和稀释作用的物理或数学模型,是进行灾害预测和救援指挥的有力手段之一。高斯扩散模型高斯模型又分为高斯烟团模型和高斯烟羽模型。大气污染物泄漏分为瞬时泄漏和连续泄漏，瞬时泄漏是指污染物泄放的时间相对于污染物扩散的时间较短如突发泄漏等的情形，连续泄漏则是指污染物泄放的时间较长的情形。瞬时泄漏采用高斯烟团模型模拟，而连续泄漏采用高斯模型烟羽模型模拟。高斯模型适用于非重气云气体，包括轻气云和中性气云气体。要求气体在扩散过程中，风速均匀稳定。在高斯烟团模型中，选择风向建立坐标系统，即取泄漏源为坐标原点，x轴指向风向，y轴表示在水平面内与风向垂直的方向，z轴则指向与水平面垂直的方向，具体公式见式: (mg/s); x、y、z轴上的扩散系数，需根据大气稳定度选择参数计算得到(m)；x、y、z表示x、y、z上的坐标值(m)；u 表示平均风速(m/s)；t表示扩散时间(s)；H 表示泄漏源的高度(m)。同理，高斯烟羽模型的表达式如：技术方法若用高斯模型算出空间每一个点在一个时刻的污染浓度，这个计算量是很大的。因此所设计的系统一般都是采用先进行图层网格化，由高斯模型计算出有限个网格点的上的污染物浓度，在进行空间内插得到面上每一个点的污染物浓度，并由此得到污染物浓度的等值线。整个过程的示意图如图所示

基于高斯模型的放射性物质扩散模型

放射性气体扩散浓度预估模型【摘要】本文是以日本地震引起的福岛核电站的核泄漏为背景，并以给出的数据为基础，研究某一假设核电站的核泄漏问题。我们通过收集相关的资料，并结合题目给出的数据，建立了高斯模型、连续点源高斯扩散模型解决了题目提出的四个问题。针对问题一：考虑到泄漏源是连续、均匀和稳定的，我们运用散度、梯度、流量等数学概念，通过“泄漏放射性物质质量守恒”、“气体泄漏连续性定理”、 Guass 公式及积分中值定理得到了无界区域的抛物线型偏微分方程，然后再通过电源函数解出空间任意一点的放射性物质浓度的表达式，把此表达式定为模型一的前身。鉴于放射性物质的扩散受到诸多因素的影响，如：泄漏源的实际高度、地面反射等。我们以泄漏口为坐标原点建立三维坐标系，通过“像源法”处理地面反射对放射性物质浓度的影响，并由此对模型一的前身进行修正完善，得到模型一：高斯模型，即放射性物质浓度的预测模型。最后我们模拟了放射性物质无风扩散仿真图。针对问题二：当风速为k m/s 时，我们根据放射性核素云团在大气中迁移和扩散的数值计算的基本方法和步骤，并以泄漏点源在地面的投影点为坐标原点，以风向方向为x 轴，铅直方向为z 轴，与x 轴水平面垂直方向为y 轴建立三维坐标系，地面的反射作用同样利用“像源法”进行处理，得到连续点源高斯扩散模型。考虑到地面反射、烟云抬升、放射性物质自身的沉降及雨水的吸附等对浓度的影响，我们对连续点源高斯扩散模型进行了修正，建立了修正的连续点源高斯扩散模型。最后利用大气稳定度确定了扩散参数，进而求解了模型。针对问题三：经分析，问题三的提出是以问题二为基础的，模型三的建立只需要将模型二加以调整即可。我们以风速方向为x 轴正方向，将风速与放射性物质的扩散速度进行矢量运算，此问题则转化为求(,0,)L z 和(,0,)L z -两点处的放射性物质浓度，由此建立模型三，即上风和下风L 公里处放射性物质浓度浓度的预测模型。针对问题四：首先，我们通过网络收集了相关数据，然后，我们结合模型二、模型三对数据进行整理代入，算出了日本福岛核电站泄漏的放射性物质扩散到中国东海岸和美国西海岸的浓度分别为334.242910/g m -?、432.385410/g m -?。关键词：高斯模型连续点源高斯扩散模型核泄漏

(完整)高斯扩散模型及其适用条件

高斯扩散模型及其适用条件（1）一般表达式根据质量守恒原理和梯度输送理论，污染物在大气中一般运动规律为：（3分） 1N x y z p p c c c c c c c u v w k k k S t x y z x x y y z z =????????????????+++=+++ ? ? ?????????????????∑ C ：污染物质平均浓度； X ，y ，z ：三个方向坐标； u ，v ，w ：三个方向速度分量； k x ，k y ，k z ：三个方向扩散系数； t ：为污染物扩散时间； S P ：污染物源、汇强度。（2）高斯模型的适用条件：①大气流动稳定，表明污染物浓度不随时间改变，即0t ?=?； ②有主导风向，表明u=常数，且v=w=0； ③污染物在大气中只有物理运动，物化学和生物变化，且预测范围内无其他同类污染的源和汇。表明S P =0（p=1,2,….n ）此时三维的动态模型就可简化为三维的稳态模型，得： x y z c c c c u k k k x x x y y z z ?????????????=++ ? ? ???????????? ?? （3分） ④有主导风情况下，主导风对污染物输送应远远大于湍流运动引起污染物在主导风方

向上扩散。即c u x ??（平流输送作用）远远大于x c k x x ???? ????? （湍流弥散作用）。此时方程又可以简化为： y z c c c u k k x y y z z ?????????=+ ? ???????? ?? （2分）（3）由于y 和z 方向上污染物浓度不发生变化，故规定y k 与y 无关，z k 与z 无关，即： 22z 22z y c c c u k k x y ???=+??? （1分）（4）由质量守恒原，理运用连续点源源强计算方式，按照单元体积(3)简化得到的方程进行积分ucdydz=Q ∞∞ -∞-∞??，结合边界条件 {0c=x y z c=0x y z ===∞ →∞时，，，时，对方程进行求解。（2分）（5）设x=ut ，令22y y z z =2k t =2k t σσ；。化简求解得到高斯扩散模型的标准形式： ()2222y z 1c ,,exp 22y z Q y z x y z u πσσσσ????=-+?? ? ??????? （1分）

点污染源空气污染扩散模型

8点、中午12点、晚上9点都没有排放气体，该怎么算，是不是需要找到一个关于时间t的函数，来计算多长时间之后污染还剩下多少 c=Q./(2*pi*sigy.*sigz*u+eps)*exp(-0.5*(y.A2)./((sigy+eps).A2)).*(exp(-0.5*(z-H).A2./((sigz+eps).A2))+exp(-0.5*(z+H).A2./((sigz+ eps)A2))); 这个函数对吗？该调用什么函数？问题：建立单污染源空气污染扩散模型，描述其对周围空气污染的动态影响规律。现有河北境内某一工厂废气排放烟囱高50m，主要排放物为氮氧化物。早上9点至下午 3点期间的排放浓度为406.92mg/m3，排放速度为1200m3 /h;晚上10点-凌晨4点期间的排放浓度为1160mg/m3，排放速度为5700m3 /h;通过你的扩散模型求解该工厂方圆51 公里分别在早上浓度8点、中午12点、晚上9点空气污染分布和空气质量等级。源代码 clear all clc [x,y]=meshgrid(0:20:5100,0:20:5100); Q=135.64; z=1.5; H=50; u=1.94; sigy=0.3914238*x.A0.865014; sigz=0.0757182*x.A1.00770; c=Q./(2*pi*sigy.*sigz*u+eps).*exp(-0.5*(y.A2)./((sigy+eps).A2)).*(exp(-0.5*(z-H).A2./((sigz+eps).A2))+exp(-0.5*(z+H).A2./((sigz+ eps)A2))); mesh(x,y,c); xlabel('X'),ylabel('Y'),zlabel(C), clear all clc [x,y]=meshgrid(-5100:20:5100,-5100:20:5100); Q=1836.7; z=1.5; H=50; u=1.7; sigy=0.3914238*x.A0.865014; sigz=0.0757182*x.A1.00770; c=Q./(2*pi*sigy.*sigz*u+eps).*exp(-0.5*(y.A2)./((sigy+eps).A2)).*(exp(-0.5*(z-H).A2./((sigz+eps).A2))+exp(-0.5*(z+H).A2./((sigz+ eps)A2))); mesh(x,y,c); xlabel('X'),ylabel('Y'),zlabel(C), 分享到： 2015-05-29 16:32 提问者采纳 clear all [x,y]=meshgrid(-51000:100:51000,-51000:100:51000); Q=135.64; z=1.5; H=50; u=1.94; sigy=0.3914238*x.A0.865014;

高斯扩散模式在瞬间排放空气污染物模拟中的应用

高斯扩散模式在瞬间排放空气污染物模拟中的应用摘要：在文章中提出应用高斯模式模拟和预测在瞬间排放状况下空气污染等级，用FORTRAN 语言编写的高斯模式程序还可应用于区域污染影响评价中，模式不仅可以从GIS 中输入数据而且还可以应用GIS 格式输出结果。关键词：高斯模式空气污染地理信息系统瞬时污染源浓度场瞬间排放是指工业企业或电厂的事故性污染物排放，如贮油罐或输油管道发生事故等。排放的污染物污染了空气、土壤、地面及地下水，影响植被和影响环境。模拟瞬间空气污染要求得到污染区域面积、污染浓度和等级、污染预测等。本文提出用高斯模式的解析解来模拟和预测瞬间排放空气污染状况。基于烟羽扩散上的解析公式求解的高斯模式非常广泛的应用于评价区域污染状况。高斯数学模式作为一个污染物扩散的基础模式被国际原子能机构广泛推广。从瞬间点源污染源排放的污染物，其转换和扩散可以用以下的扩散方程来表示： t C ??+div(CV )=?(K ?C )+Ri +Q δ(t ?t 0)δ(x ?x 0)δ(y ?y 0)δ(z ?z 0) (1) 式中：C(x, y, z, t)为污染物浓度 V 为风速 K 为扩散系数 R 为污染物光化学转化率 Q 为污染物排放量

x 0, y 0, z 0为污染源相对坐标在一定的风速和扩散系数条件下，公式（1）有其高斯扩散模式的解析解。因此，污染物浓度值C 由点源污染源的高度H 决定。H 在高斯扩散模式中由下述公式计算： C （x,y,z,t ）= )() 2(22 22 2 22 2 2/) 2(2/) (2/)(2/) (2 /3z z y x wt h H z wt h z vt y ut x z y x e e e e Q σσσσσσσπ-++--------+ (2) 式中：t 为时间 Q 为排放量 u ，v ，w 为风速分别在x ，y ，z 方向的分量 σx , σy , σz 分别在x ，y ，z 方向的扩散系数 h 为点源高度 H 为混合层高度高斯模式中，假设X 轴与风向方向一致，Z 轴铅直向上，V=W=0。公式（2）可以转化为以下形式。 C （x,y,z,t ）= )() 2(22 22 2 22 2 2/) (2/) (2/2/) (2 /3z z y x H z H z y ut x z y x e e e e Q σσσσσσσπ+------+ (3) 从公式(3)我们可以看出，每一个烟团需要用不同的坐标系进行计算，当我们计算多源的污染浓度时，我们需要用到几个坐标系，这样计算起来很复杂。因此，公式（3）必须做相应的转化到同一个坐标系中。我们建立一个相对的坐标系，I 表示原点，坐标轴为ξ和η（见1）。并以I 为原点建立第二个坐标系，LX 表示X 轴，其方向与风向

数学建模高斯扩散模型培训资料

数学建模高斯扩散模型

§4-2高斯扩散模式 ū —平均风速； Q—源强是指污染物排放速率。与空气中污染物质的浓度成正比，它是研究空气污染问题的基础数据。通常：（ⅰ）瞬时点源的源强以一次释放的总量表示；（ⅱ）连续点源以单位时间的释放量表示；（ⅲ）连续线源以单位时间单位长度的排放量表示；（ⅳ）连续面源以单位时间单位面积的排放量表示。 δy—侧向扩散参数，污染物在y方向分布的标准偏差，是距离y的函数，m； δz—竖向扩散参数，污染物在z方向分布的标准偏差，是距离z的函数，m；未知量—浓度c、待定函数A(x)、待定系数a、b；式①、②、③、④组成一方程组，四个方程式有四个未知数，故方程式可解。二、高斯扩散模式（一）连续点源的扩散连续点源一般指排放大量污染物的烟囱、放散管、通风口等。排放口安置在地面的称为地面点源，处于高空位置的称为高架点源。 1. 大空间点源扩散高斯扩散公式的建立有如下假设：①风的平均流场稳定，风速均匀，风向平直；②污染物的浓度在y、z轴方向符合正态分布；③污染物在输送扩散中质量守恒； ④污染源的源强均匀、连续。图5－9所示为点源的高斯扩散模式示意图。有效源位于坐标原点o处，平均风向与x轴平行，并与x轴正向同向。假设点源在没有任何障碍物的自由空间扩散，不考虑下垫面的存在。大气中的扩散是具有y与z两个坐标方向的二维正态分布，当两坐

标方向的随机变量独立时，分布密度为每个坐标方向的一维正态分布密度函数的乘积。由正态分布的假设条件②，参照正态分布函数的基本形式式（5－15），取μ＝0，则在点源下风向任一点的浓度分布函数为：（5－16）式中 C—空间点（x，y，z）的污染物的浓度，mg/m3； A（x）—待定函数； σy、σz—分别为水平、垂直方向的标准差，即y、x方向的扩散参数，m。由守恒和连续假设条件③和④，在任一垂直于x轴的烟流截面上有：（5－17）式中 q—源强，即单位时间内排放的污染物，μg/s； u—平均风速，m/s。将式（5－16）代入式（5－17）, 由风速稳定假设条件①，A与y、z无关，考虑到③和④，积分可得待定函数A（x）：（5－18）将式（5－18）代入式（5－16），得大空间连续点源的高斯扩散模式（5－19）式中，扩散系数σy、σz与大气稳定度和水平距离x有关，并随x的增大而增加。当y＝0，z＝0时，A（x）＝C（x，0,0），即A（x）为x轴上的浓度，也是垂直于x轴截面上污染物的最大浓度点C max。当x→∞，σy及σz→∞，则C→0，表明污染物以在大气中得以完全扩散。 2．高架点源扩散

基于高斯模型的放射性物质扩散模型

承诺书我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则. 我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。我们参赛选择的题号是（从D/E/F中选择一项填写）：我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）：所属学校（请填写完整的全名）：参赛队员(打印并签名) ：1. 2. 3. 指导教师或指导教师组负责人(打印并签名)：日期：年月日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：

编号专用页赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：

大气污染物扩散的高斯模型模拟

9.2.2大气污染物扩散的高斯模型模拟：可视化模拟点源大气污染的扩散 9.2.2 Gaussian Atmospheric Dispersion Model 突发性大气污染事故时有发生，对大气污染扩散进行模拟和分析，有利于减小事故的危害，减轻人员伤亡和财产损失。高斯扩散模型是国际原子能机构(IAEA)推荐使用于重气云扩散模拟的数学模型,该模型在非重气云扩散的应用日益广泛。高斯扩散模型是描述大气对有害气体的输移、扩散和稀释作用的物理或数学模型,是进行灾害预测和救援指挥的有力手段之一。 9.2.2.1高斯扩散模型高斯模型又分为高斯烟团模型和高斯烟羽模型。大气污染物泄漏分为瞬时泄漏和连续泄漏，瞬时泄漏是指污染物泄放的时间相对于污染物扩散的时间较短如突发泄漏等的情形，连续泄漏则是指污染物泄放的时间较长的情形。瞬时泄漏采用高斯烟团模型模拟，而连续泄漏采用高斯模型烟羽模型模拟。高斯模型适用于非重气云气体，包括轻气云和中性气云气体。要求气体在扩散过程中，风速均匀稳定。在高斯烟团模型中，选择风向建立坐标系统，即取泄漏源为坐标原点，x 轴指向风向，y 轴表示在水平面内与风向垂直的方向，z 轴则指向与水平面垂直的方向，具体公式见式(9.1): 22222()()()22223/2(,,,)()(2)y x z z y x ut z H z H x y z Q C x y z t e e e e σσσσπσσσ--+----=???+?…………(9.1) 其中：(,,,)C x y z t 为泄漏介质在某位置某时刻的浓度值；Q 为污染物单位时间排放量(mg/s); x σ、y σ、z σ分别x 、y 、z 轴上的扩散系数，需根据大气稳定度选择参数计算得到(m)；x 、y 、z 表示x 、y 、z 上的坐标值(m)；u 表示平均风速(m/s)；t 表示扩散时间(s)；H 表示泄漏源的高度(m)。同理，高斯烟羽模型的表达式如： 22222()()222(,,,)()2y z z y z H z H y z Q C x y z t e e e u σσσπσσ-+---=??+………………………(9.2) 9.2.2.2 技术方法若用高斯模型算出空间每一个点在一个时刻的污染浓度，这个计算量是很大的。因此所设计的系统一般都是采用先进行图层网格化，由高斯模型计算出有限个网格点的上的污染物浓度，在进行空间内插得到面上每一个点的污染物浓度，并由此得到污染物浓度的等值线。整个过程的示意图如图9.2.1所示

郝吉明第三版大气污染控制工程课后答案完整版

大气污染控制工课后答案（第三版）主编：郝吉明马广大王书肖目录第一章概论第二章燃烧与大气污染第三章大气污染气象学第四章大气扩散浓度估算模式第五章颗粒污染物控制技术基础第六章除尘装置第七章气态污染物控制技术基础第八章硫氧化物的污染控制第九章固定源氮氧化物污染控制第十章挥发性有机物污染控制第十一章城市机动车污染控制

第一章概论

3 解：1) (g/m 3N ) 1.50 10 4 154 22.4 10 1.031g/m N 1.1干结空气中 2、O 2、Ar 和C02气体所占的质量百分数是多少? 解：按1mol 干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故n N2=0.781mol, n °2=0.209mol . n Ar =0.00934mol, n co2=0.00033mo 。质量百分数为 0.781 28.01 100% 75.51%，02% 0.209 32.00 100% 23.08% ； 28.97 1 28.97 1 1.2根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出 SO 2、NO 2、CO 三种污染物日平均浓度限值的体积分数。解：由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下: SO2： 0.15mg/m 3，NO2 : 0.12mg/m 3，CO ： 4.00mg/m 3。按标准状态下 1m 3干空气计算，其 1 103 摩尔数为1 -------- 44.643mol 。故三种污染物体积百分数分别为： 22.4 SO 2 ： 0.15 10 3 0.12 10 3 0.052ppm ， NO 2： 0.058ppm 64 44.643 46 44.643 CO : 3 4.00 10 3 —a 3.20 ppm 。 28 44.643 1.3 CC 4气体与空气混合成体积分数为 1.50X 10-4的混合气体，在管道中流动的流量为 10m 3N 、/s ，试确定：1) CCl 4在混合气体中的质量浓度 (g/m 3N )和摩尔浓度c (mol/m 3N ); 2)每天流经管道的CCl 4质量是多少千克？ Ar% 0.00934 39.94 28.97 1 1.29%，CO 2% 0.00033 44.01 28.97 1 0.05%。

数学建模高斯扩散模型

§4-2高斯扩散模式 ū —平均风速； Q—源强是指污染物排放速率。与空气中污染物质的浓度成正比，它是研究空气污染问题的基础数据。通常：（ⅰ）瞬时点源的源强以一次释放的总量表示；（ⅱ）连续点源以单位时间的释放量表示；（ⅲ）连续线源以单位时间单位长度的排放量表示；（ⅳ）连续面源以单位时间单位面积的排放量表示。 δy—侧向扩散参数，污染物在y方向分布的标准偏差，是距离y的函数，m；δz—竖向扩散参数，污染物在z方向分布的标准偏差，是距离z的函数，m；未知量—浓度c、待定函数A(x)、待定系数a、b；式①、②、③、④组成一方程组，四个方程式有四个未知数，故方程式可解。二、高斯扩散模式（一）连续点源的扩散连续点源一般指排放大量污染物的烟囱、放散管、通风口等。排放口安置在地面的称为地面点源，处于高空位置的称为高架点源。 1. 大空间点源扩散高斯扩散公式的建立有如下假设：①风的平均流场稳定，风速均匀，风向平直； ②污染物的浓度在y、z轴方向符合正态分布；③污染物在输送扩散中质量守恒；④污染源的源强均匀、连续。图5－9所示为点源的高斯扩散模式示意图。有效源位于坐标原点o处，平均风向与x轴平行，并与x轴正向同向。假设点源在没有任何障碍物的自由空间扩散，不考虑下垫面的存在。大气中的扩散是具有y与z两个坐标方向的二维正态分布，当两坐标方向的随机变量独立时，分布密度为每个坐标方向的一维正态分布密度函数的乘积。由正态分布的假设条件②，参照正态分布函数的基本形式式（5－15），取μ＝0，则在点源下风向任一点的浓度分布函数为：（5－16）式中 C—空间点（x，y，z）的污染物的浓度，mg/m3； A（x）—待定函数；

大气污染控制工程精彩试题及问题详解汇总情况

1120663班大气题一、填空： 1 气态污染物总体上可分为(含硫化合物，含氮化合物，碳氧化物，有机化合物，卤素化合物) 2常用的除尘器可分为(机械除尘器电除尘器袋式除尘器湿式除尘器) 3 大气污染物的来源可分为(人为污染源自然污染源)其中人为污染源按污染源的空间分布可分为(点源面源) 按照人们的社会活动功能不同，分为（生活污染源工业污染源交通污染源）三种 4影响旋风除尘器效率的因素有（二次效应比例尺寸烟尘的物理性质操作变量） 5根据气温在垂直于下垫面方向上的分布，可将大气圈分为（对流层平流层中间层暖层散逸层）二、名词解释： 1 温室效应 2 燃烧 3 可吸入颗粒物 4二次污染物 5空燃比答案 1 大气中的二氧化碳和其他微量元素如加完，一氧化二氮，臭

氧，氟氯烃，水蒸汽等，可以使太阳短波辐射几乎无衰减的通过，但却可以吸收地表的长波辐射，由此引起全球气温升高的现象，称为温室效应。 2可燃混合物的快速氧化过程，并伴随着能量的释放，同时使燃料的组成元素转化为相应的氧化物 3 指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径<=10微米的颗粒物 4 指有一次污染物与大气中已有组分或几种一次污染物之间经过一系列化学或光学反应而生成的与一次污染物不同的新污染物质 5单位质量燃料所需要的空气质量四、简答题 1.除尘过程的机理？答：将含尘气体引入具有一种或几种力作用的除尘器，是颗粒相对其运载气流产生一定的位移，并从气流中分离出来，最后沉淀在捕系表面上。 2、简述燃料中硫的氧化过程答：煤受热后，煤中有机硫与无机硫也挥发出来，松散结合的有机硫在低温（小于700K）下分解。紧密结合的有机硫在高温（800K）下分解释出。 3、简述高斯扩散模式的假定及其扩散种类？答：(1)污染物浓度在y、z轴上的分布符合高斯分布（正态分布）；在全部空间中风速是均匀的、稳定的；源强是连续均匀的；