[发明专利]一种模拟线源排放甲烷技术和通量观测系统数据质量检测方法

权利要求书

1.一种模拟线源排放甲烷技术和通量观测系统数据质量检测方法，其特征在于，用气控元件和定量管构成定量排放点源，并用60个点源按一米间隔直线放置，按每20秒同时排放一次等量的定量管内甲烷气体，每分钟排放3次，构成模拟排放线源，控制程序记录排放时期的排放次数，总的线源排放量等于：定量管体积乘以甲烷气源压力、乘以排放次数、再乘以点源数量，通过通量塔上的检测设备测量以及数据的协方差处理，得到排放时期区域甲烷通量5分钟、15分钟和30分钟的数据，最后通过足迹模型分析，建立数据处理规范，所述通量塔的位置设为A，三维超声风速仪的朝向是主风向，根据通量观测设备安装高度和历史环境数据可确定线源最佳安放位置，并且整个线源应当覆盖主风向至少正负30度夹角，一排多个点源同时排放等量纯甲烷气体组成一个模拟线源；

验证通量塔设备数据质量的方法包括以下步骤：

(一)首先通过三维超声风速仪的主风向位置安置线源，所述通量塔的位置设为A，一排所述线源的首端位置设为B，一排所述线源的末端位置设为C，夹角BAC为60度，即覆盖主风向正负30度范围,BC边垂直于AC边，且垂直距离35米，所述BC边长60米；

(二)排放控制程序测量风速风向，自动计算前5分钟的矢量合成风向，并作为对下5分钟执行动作的判定依据,当风速较稳定、风摆角度不大时，5分钟矢量合成风向在主风向正负30度范围内，控制程序就开始控制气控源的高纯氮气的充压和排放，从而进行60个点源同时排放等量纯甲烷气体，当风速不稳定，风摆较大，5分钟矢量合成风向偶然会超出主风向正负30度范围时，可固定风向传感器朝向主风向，达到持续排放甲烷气体的目的；

(三)排放实验结束后，对通量塔上的数据进行处理，得到排放时期区域甲烷通量5分钟、15分钟和30分钟的数据，剔除排放期间换气源钢瓶时间的数据，剔除饱和水汽压差小于0.6千帕的数据，并拼接数据供模型分析；

(四)更换不同体积的定量管，重复排放实验；

(五)调整不同的定量管排放高度，重复排放实验；

(六)将线源按权重分为两段，以评估不同排放距离对模型预测的影响；

(七)最后用FFP模型和KM模型拟合作足迹分析，判定最优实验设计组合，以评价通量塔检测数据质量，及检测设备质量；

(八)一个实验设计组合中，每种实验设计因子都对应一个最优线宽，当组内所有的实验因子都指向相近的最优线宽时，即组内线宽标准差最小，对应的实验组合为最优实验设计组合。

2.根据权利要求1所述的一种验证通量塔设备数据质量的方法，其特征在于，所述点源处设有甲烷释放装置，所述甲烷释放装置由定量管、甲烷气源接入口和排放口组成，所述甲烷气源接入口连通至定量管，当气控压力为零时，甲烷气体通过甲烷气源接入口进入并且充入定量管，当气控压力大于甲烷气源接入口压力时，定量管内甲烷气体将通过排放口进行排放。

3.根据权利要求1所述的一种验证通量塔设备数据质量的方法，其特征在于，所述线源由60个点源以直线方式间隔一米组成，放置在同一高度，所有点源的甲烷气源接入口相连，所有点源的接头处设有气控口，所有点源的气控口相连，且气控口并接到两只受程序控制的电磁阀输出上，两只电磁阀的输入是调压后的高纯氮气源，所述甲烷接入口处设有精密调压的平衡压力网。

4.根据权利要求1所述的一种验证通量塔设备数据质量的方法，其特征在于，(1)用FFP模型和KM模型拟合作足迹分析时，它们的最佳线源宽度是不同的，但排放量与线源宽度呈正线性相关，有等比例缩放的关系；(2)不同的模型分析会得到不同的线源宽度，模拟计算的排放量与实际排放量等于1时，得到各自模型的最佳线源宽度；(3)中点源的排放高度、排放距离以及排放浓度均能够进行控制调节，因此可以对排放高度、排放距离以及排放浓度的组合因子对模型的影响进行评估，进而找出最优组合，指导未来的线源排放实验；(4)在同一时刻，同一排放量，同一安装高度，同一植被高度等的同环境中，实现对距离因子的评价，分析结果因为背景环境均相同，消除了其它实验中存在的不同设置间的系统误差，结果更加清晰，可靠；(5)最小排放量应当大于区域本底平均通量。

5.根据权利要求1所述的一种验证通量塔设备数据质量的方法，其特征在于，通量塔的三维超声风速仪可同时输出到2台数据采集处理器，因此，通量塔上可以安装2台不同型号的甲烷浓度检测设备，以比对它们的性能。