[发明专利]一种港口船舶大气污染物排放监测站点选址方法和系统

说明书

本发明公开了一种港口船舶大气污染物排放监测站点选址方法和系统，利用船舶大气污染物排放扩散模拟方法，依据船舶大气污染物排放监测设备的监测浓度范围下限值，选取合适的船舶大气污染物排放扩散模拟模型特征变量，模拟不同气象条件、不同船舶排放轨迹、不同季节的船舶排放大气污染物的扩散浓度边界，模拟求解船舶在航行过程中扩散至周边区域的最大浓度值；计算港区内可布设监测站点位置的船舶大气污染物排放监测能力，监测能力越高的区域表示越适宜布设监测站点。能准确、全面的反映港口区域船舶排放污染物的浓度，避免了现阶段布置监测点的随意性。为监测装置的设布提供了科学再现的一般方法，检测精度有保证且可操作性强，易于实现。

技术领域

本发明涉及港口大气污染监测技术领域，尤其涉及港口船舶大气污染物排放监测站点选址方法和系统。

背景技术

近年来，各国均在港口设立了船舶排放控制区，对进入区域内的船舶燃料和污染物排放采取了相应限值规定，同时也开展了船舶大气污染物排放多方位监测研究。鉴于船舶大气污染物监测的特殊性，各国普遍采用了嗅探技术和光学遥测技术，基于这两类监测方法，较多研究者公开了关于船舶大气污染物排放遥测装置或方法，如中国相关专利及专利申请CN113419037B、CN113125682A、CN107389880A、CN213398397U等，但这些专利都只涉及到监测设备的设计方案、监测设备的监测方法。船舶大气污染物排放遥测点位的选定在监测数据的科学性和代表性等方面起着决定性的作用，但缺乏相应的船舶大气污染物排放监测站点选址的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种港口船舶大气污染物排放监测站点选址方法和系统，为港口水域船舶排放污染物浓度监测装置的设置和分布提供了科学再现的一般方法，符合港口水域船舶大气污染物排放及扩散特征，检测精度有保证且可操作性强，易于实现。弥补了国内外关于港口船舶大气污染物排放监测站点如何布局的空白。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种港口船舶大气污染物排放监测站点选址方法，其特征在于利用船舶大气污染物排放扩散模拟方法，依据船舶大气污染物排放监测设备的监测浓度范围下限值，选取合适的船舶大气污染物排放扩散模拟模型特征变量，模拟不同气象条件、不同船舶排放轨迹、不同季节的船舶排放大气污染物的扩散浓度边界，模拟求解船舶在航行过程中扩散至周边区域的最大浓度值；计算港区内可布设监测站点位置的船舶大气污染物排放监测能力，监测能力越高的区域表示越适宜布设监测站点。

一种港口船舶大气污染物排放监测站点选址方法，其特征在于包括如下步骤：

S1：确定船舶大气污染物排放扩散模拟模型中的变量参数，包括：

(1)确定气象参数：确定影响船舶大气污染物排放扩散的气象条件包括风向、风速和大气稳定度；

(2)确定排放源参数：确定船舶主机功率值、确定港区内的船舶烟囱高度；

(3)确定船舶排放轨迹参数：以至少三年的港区历史船舶活动轨迹数据为基础，将港区划分为多个区域网格，统计各区域网格在不同季节的船舶交通流量，以辨识港区的主航道，在各个主航道内分别选取一条活动船舶的航行轨迹作为典型船舶的活动排放轨迹，确定排放强度；

S2：建立船舶大气污染物排放扩散模拟模型并将步骤S1中确定的各个变量参数输入船舶大气污染物排放扩散模拟模型中，模拟研究区域范围内各个习惯航道下航行的船舶排放的大气污染物在不同季节、不同风向、风速条件下的扩散浓度边界，并绘制扩散浓度网格热度图；模拟求解船舶在航行过程中扩散至周边区域的最大浓度值；

S3：基于步骤S2的模拟结果，评估在不同季节区域网格的船舶大气污染物排放监测能力，在各个季节区域范围内船舶大气污染物排放监测能力大的位置点为推荐布设点位。

上述技术方案中，步骤S2包括如下步骤：

(1)首先将研究区域划分为大小均匀的网格；