[发明专利]一种工业园区大气污染物扩散模拟与溯源方法有效
申请号: | 202010403960.8 | 申请日: | 2020-05-13 |
公开(公告)号: | CN111537023B | 公开(公告)日: | 2021-05-07 |
发明(设计)人: | 高翔;陆燕;郑成航;吴卫红;姚龙超;赵健;刘少俊;宋浩;罗聪;杨洋;张涌新;翁卫国;岑可法 | 申请(专利权)人: | 浙江大学 |
主分类号: | G01D21/02 | 分类号: | G01D21/02;G01N33/00;G01N13/00;G01M10/00;G01W1/02;G06F17/18 |
代理公司: | 嘉兴永航专利代理事务所(普通合伙) 33265 | 代理人: | 蔡鼎 |
地址: | 310058 浙*** | 国省代码: | 浙江;33 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 工业园区 大气 污染物 扩散 模拟 溯源 方法 | ||
本发明提供一种工业园区大气污染物扩散模拟与溯源方法。一种工业园区大气污染物扩散模拟与溯源方法,具体包括以下步骤:(1)基于多点位污染物组分分析及浓度实时监测数据,分析排放源的大气污染物排放特征并计算动态排放源强;(2)基于高斯烟羽扩散理论和烟团扩散理论构建大气污染物扩散模型,根据实时气象数据计算排放源的污染物扩散分布特性,并预测敏感点污染物浓度;(3)模拟计算工业园区厂界距离内低层建筑物对气流运动的影响,确定排放源污染物的传输路径,对敏感点污染物进行溯源分析。本发明综合了高斯扩散、烟团扩散和计算流体力学理论,解决了工业园区大气污染物排放溯源难的问题,实现了工业园区环境空气质量的有效监管。
技术领域
本发明涉及一种污染物扩散模拟与溯源方法,特别涉及一种工业园区大气污染物扩散模拟与溯源方法,属于环境工程管理及控制技术领域。
背景技术
我国建成的工业园区众多,在产生经济效益的同时,大气污染物的排放量与日俱增,不仅带来了一系列的环境问题,如废气异味污染,同时也对大气污染控制和管理提出更高的挑战。
工业园区内不同行业的企业众多、聚集度高,导致其大气污染物种类繁多、排放强度大,且大气污染物的扩散受排放源类型、地理环境、气象条件等多种因素的影响。因此,面对突发性的投诉和监测浓度上升,我国工业园区大气污染物排放的控制与管理陷入了溯源难、监管难的困境。寻求一种可靠、可行的方法来模拟工业园区大气污染物排放的扩散和溯源,成为了当前我国工业园区大气污染监管的热点问题。
目前,以CMAQ等为代表的第三代空气质量模型,被广泛应用于大气污染物排放的扩散模拟与溯源。工业园区的区域范围一般在50公里以内,上述模型主要适用于大中尺度区域(几百公里)的空气质量模拟,无法满足工业园尺度准确计算的需求。而以湍流扩散统计理论为基础的高斯扩散模式和非稳态拉格朗日烟团模式等为基础的污染物扩散模型,被广泛应用于中小尺度大气污染物排放的扩散模拟和影响分析。该类模型主要基于历史气象数据和污染源的污染物排放强度,计算受污染源影响的最大可能区域和落地浓度等,预测评估项目对周边环境空气质量的影响。现有中小尺度大气扩散模型主要应用于大型工业项目的环评工作中,受气象和污染源排放强度等数据精确度的限制,以及模型本身理论存在的不足,难以直接应用于园区尺度内的实时扩散模拟预测和敏感点溯源分析,预测准确度和结果可用性都存在相应的不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工业园区大气污染物扩散模拟与溯源方法,有效解决工业园区大气污染物排放预测和污染物溯源难的困扰,实现工业园区内环境空气质量的有效监管,解决背景技术中所述的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种工业园区大气污染物扩散模拟与溯源方法,具体包括以下步骤:
(1)基于多点位污染物组分分析及浓度实时监测数据,分析排放源的大气污染物排放特征并计算动态排放源强;
(2)结合地形数据、实时气象数据和建筑物参数,基于高斯烟羽扩散理论和烟团扩散理论构建大气污染物扩散模型,根据实时气象数据计算排放源的污染物扩散分布特性,并预测敏感点污染物浓度;其中,空间任一点的污染物浓度计算方程为,
式中,Q为步骤(1)计算所得的排放源强,为平均风速,σ为扩散参数,H为有效源高;
(3)基于计算流体力学理论,模拟计算工业园区厂界距离内低层建筑物对气流运动的影响,确定排放源污染物的传输路径,结合步骤(2)的大气污染物扩散模型对敏感点污染物进行溯源分析。
作为优选,所述的步骤(1)中,若排放源是点源,排放源强的计算方程为,
Qp=cV,
式中,c为监测浓度,V为烟气流量;
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