3.6.3 微风扩散计算
微风逆温条件下的扩散特性： 1. 铅直和水平扩散有明显差异，不能划分在同一稳 定度类别，应分别处理，如铅直向扩散参数取E、 F类值，水平向扩散参数取A、B 类值。 2. 微风时常伴有缓慢大幅度的水平偏转，可能造成 比一般情形大得多的水平扩散。在有条件的情况
下，直接应用脉动方法运用风向脉动标准差A和 E来求y和z。
3.6.1 封闭型扩散计算
此时，扩散具有2个反射
面的特征，即逆温层和地
Q
y2
q(x,
y,
z)

2 u
y
z
exp(
2
2 y
)
面，应用像源法。 1. 实源在2个反射面的
另一侧等距离处都能

n
exp


(
z

H
2
2nD)2
2 z


exp2.成2(个z像一，H次2即像一z22源次nD像分)源2别
微风逆温条件下的扩散处理方法： 2. 假定污染物在一定风向范围RA内横风向分布均 匀，垂直向仍为正态分布。
)
当逆温层消失至烟流有效源高时，即zi=H ，p=0， 积分值等于0.5，即Q(p)=0.5Q。扩散公式为：
q(x, y, z)
0.5Q
2 uzi yF
exp(
y2
2
2 yF
)
当逆温层消失恰至烟流上缘时，即zi=H+2z，p=2， 积分值等于1，即Q(p)=Q，扩散公式为：
q(x
2 u
y
D
exp(
y2
2
2 y
)

z
(xu
)

4D H 2.15
实际应用时取 xu 2xD 结果偏小
➢ x在xD<x<xu，地面浓度采用线性内插方法
3.6.2 熏烟型扩散计算
z 00:00
08:00
12:00
18:00
T
3.6.2 熏烟型扩散计算
➢ 夜间，地面辐射冷却形成自地面向上的逆温层 ➢ 日出后，逆温层自下而上逐渐消散，变成不稳定层结 ➢ 原来处于稳定层结中的污染物，一方面由于上部仍有
Pooler（1965）：
tm

aC p
Rz
(zi

hs
)
zi
hs 2

Hewson（1945） ： tm zi2 hs2 / 4KT
熏烟扩散的三种形式： ➢ 逆温破坏，出现热对流，形成的混合层 ➢ 城市热岛效应生成城市混合层 ➢ 水陆交接地区岸上热力内边界层
1
2
exp


1 2
p
2

dp
则进入逆温层下部的污染物为：
p1
p2
Q( p) Q
exp( )dp
2
2
当逆温层消失高度为zi时，zi以下的浓度垂直向分 布均匀，熏烟型扩散公式为：
Q( p)
y2
q(x, y, 0, H )
2
uzi yF
exp(
2
2 yF
烟型的扩散公式和逆温层消失的高度zi有关，所以需
知道滞留在逆温层下部(或可能滞留在上部)的污染 物的成数（或质量），定义参变量p
p (zi H ) / zs
在垂直向高斯分布假设下，向下混合的烟流所占总 量的成数：
p
1
2
exp


1 2
p
2

dp
1
p
增加一个修正量，此时的扩散参
数为yF，假定从烟流边界向外扩
展15o （Birely and Hewson, 1962）
yF

2.15 ys Htg15o
2.15
ys

H 8
熏烟过程需解决另一个的问题：逆温层向上消失的 时间tm：逆温层自烟囱实际高度消散到包括整个烟流 的高度所需的时间，亦即转入熏烟扩散的可能时间。 tm依赖于逆温强度和地面的加热率。
会
在相对的反射面外侧
形成2个二次像，进
而三次像源，---
实际工作中常采用分段模式进行计算
➢ 近距离（x<xD）：烟流的上界还没有触及逆温层 底，即逆温层尚未影响到污染物的扩散，仍采用 Gauss公式 （即n=0）
q(x,
y,
z)

2
Q
u
y z
exp(
y2
2
2 y
)
exp
熏烟型扩散与封闭型扩散的不同： ➢ 熏烟型扩散的过烟程流持造原续成先的处时地于间面稳很污定短染层暂物结，高中而浓，封度随闭落后型地污扩点 染散范物过围扑程窄向往小地 往 ，面持但；续离而很源封长距闭的离型时变扩间化散很烟大流，原视先逆处温于强不度稳、 定平层均结风内速， 等污而染定物；并封无闭积型聚扩，散对过地程面造影成响的较范轻围较 大，影响相对稳定
未完全消散的逆温层，污染物的扩散受抑制 ➢ 另一方面由于下部逆温层消失一定高度后变为不稳定
层结，垂直混合到地面，从而形成熏烟型污染 ➢ 发 生 污 染 时 ， 污 染 的 范 围 较 小 ， 时 间 较 短 （ 10—
20min），但可以造成很高的地面浓度
对地面浓度有影响的是逆温层下部的污染物，故熏
3.6.3 微风扩散计算
基本高斯扩散公式是在源高处水平风速不太小的条 件下导出的，忽略水平纵向的扩散作用。
夜间，微风（< 1m/s），逆温(1K/100m)，高斯烟流 公式仍适用。若按P-G扩散参数体系，稳定度为F或
G，→ y和z很小，→ 污染浓度很高。
但实际情况并不完全如此。计算值明显偏高。
2
Q
uzi
yF
exp(
y2
2
2 yF
)
与封闭型扩散远距离处的扩散公式一致
其中，yF为熏烟条件下的扩散参
数。污染物向下混合之前处于稳 定层结中，扩散参数应取E类或F 类的值。发生漫烟污染后，垂直
向均匀混合，z在公式中不出现。 烟气向下混合的过程中y方向也 同时扩展，所以应在y的基础上
(z H

2
2 z
)2


exp
(z H )2

2
2 z

z (xD )
DH 2.15

D 2.15
0.47D
➢ 远距离（x>xu）：污染物经过两个界面的多次反 射在垂直方向为均匀分布，但在横风向仍属于
Gauss分布。（即n=2）
3.6.3 微风扩散计算
微风逆温条件下的扩散处理方法： 1. 仍用Gauss公式，但对扩散参数分别处理。 扩散参数的正确确定是关键。
如果有风向脉动测量，可以直接计算y，z。 根据水平脉动摆角确定稳定度级别求y，可
以根据温度梯度确定稳定度级别求z 。
3.6.3 微风扩散计算