化学与环境科学系
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最大地面浓度及其位置
❖某城市远郊区（丘陵）有一火力发电厂， 排烟高度H＝120m，烟囱排放口的直径D ＝1.5m，排放SO2的源强Q＝800kg/h，排 气温度Ts＝413k，烟气出口Vs＝18m/s。 在8月份某日17点（北京时间），当时大气 稳定度为C类，气温303k，邻近气象站测得 地面风速为2.8m/s。试求：（1）地面轴线 最大浓度及其出现距离；（2）地面轴线 1500m处的浓度。
C(x,0,0,0) Q
uyz
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辐射逆温
❖因地面强烈辐射而形成的逆温。在晴朗无 风或微风的夜晚，地面因辐射冷却而降温， 与地面接近的气层冷却降温最强烈，而上 层的空气冷却降温缓慢，因此使低层大气 产生逆温现象。一般日出后，辐射逆温就 消失了。
❖辐射逆温厚度从数十到数百米，在大陆上 常年都可出现。
❖ （3）假定在所要预测的范围内没有其他同类污染源和 汇，也就是说源强是连续均匀的；
❖ （4）在有主导风的情况下，主导风对污染物的输送应 远远大于湍流运动引起的污染物在主导风向上的扩散，
即在 x方向只考虑迁移，不考虑扩散.
对后述的模式只要没有特殊指明，以上四点 假设条件都是遵守的。
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方向，即x方向。令z＝0，y＝0。
C(x,0,0) Q exp(He2)
uyz
2z2
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地面轴线浓度计算
[课堂计算]
位于平原农村某工厂锅炉烟囱的几何高 度为100米，SO2的单位时间排放量为 0.54t/h，已知当地地面风速为3.0m/s,大气 稳定定为D类，抬升高度为150米。求下风 向2500m处的SO2地面轴线浓度（小时平均 值，单位以mg/m3表示，精确度保证小数 点后两位）。
) H e 1 2 2
2 2 2
2
y 1x1 z 2x2
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常用的点源扩散模型（高架连续点源）
❖（3）高架连续点源最大落地浓度和落地点距离
Cm(xm)
2Q
euHe2P1
地面浓度最大值
xm ax (H)1 2 (1 2
1
1 )22
2
P1 (1
2 1 2 12
) H e 1 1 2(1 1 2 )
(1 1 2 )
e
1 2(1 1 2 )
2
最大值点的下风距离
当a1＝a2时，上述公式可以简化为：
Cm(xm)
2Qz euHe2y
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最大地面浓度及其位置
[课堂练习]
位于平原农村某工厂锅炉烟囱的几何高 度为80m，SO2的单位时间排放量为 0.19t/h,已知当地地面风速为2.2m/s, 大气 稳定度为B类，P1=1，抬升高度为120m， 求最大落地浓度（小时平均值）。
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常用的点源扩散模型（地面连续点源）
❖（4）地面连续排放点源模型（令H＝0）
C(x,y,z,0)u Q yzexp[1 2(y2 y 2z2 z2)]
地面连续点源在地面上任何一点产生的浓度：
C(x,y,0,0)uQyzexp(1 2y2 y2)
地面连续点源在地面轴线上任何一点产生的浓度：
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最大地面浓度及其位置
[课堂练习]
利用正态烟羽扩散模式，预测某污染源排 放的某污染物的小时平均最大落地浓度为 0.8mg/m3，考虑到现在的背景值及该地区 未来的发展规划，要求其小时平均落地浓 度不能超过0.2mg/m3，试问：如果其它条 件不变，采取的措施是减少污染物的单位 时间排放量（源强），减少后的源强应不 大于原来源强的百分之多少？
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环境质量及评价
第四章 大气环境质量评价
第三节 大气质量预测模型（点源模型）
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大气扩散模型中用的最多的。
❖高斯模型的坐标系：
原点：以排放点在地面的投影点为原点；
x 轴：平均风向为 x 轴；
y 轴：在水平面内垂直于x 轴的为y 轴，
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什么是“熏烟”？
❖ 当前一天是无云或少云的晴天，风速又比较小时， 夜间将产生贴地逆温；次日日出后，这一贴地逆 温将逐渐自下而上的消失，形成一个不断增厚的 混合层。原来在逆温层中处于稳定状态的烟羽进 入混合层之后，由于其本身的下沉和垂直方向的 强扩散作用，污染物浓度在这一方向将接近于均 匀分布，出现所谓熏烟现象。
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❖（1）高架连续点源的地面浓度
令z＝0，可用于计算地面任何一点的 污染物浓度。这是实际大气环境影响评价 关心的问题。
C (x,y,0,H )u Q yzexp[1 2( y2 y 2H e z22)]
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常用的点源扩散模型（高架连续点源）
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❖（2）高架连续点源的地面轴线浓度 地面轴线是从烟囱原点向下风向延伸的
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常用的点源扩散模型（高架连续点源） ❖ （3）高架连续点源最大落地浓度和落地点距离
最大落地浓度发生在x轴线上。
Cm(xm)
2Q
euHe2P1
地面浓度最大值
xmax (H)12 (1 2
1
1)22 最大值点的下风距离
2
1
P1 (1
2 2 12
1(11 ) (11 ) 1(11 )
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点源扩散的高斯模型（高架连续点源）
❖高架连续点源的高斯模式[熟记]：
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C (x ,y ,z ) 2u Q yz{ e x p [ 1 2 (y 2 y 2 (z H z 2 e )2 )] e x p [ 1 2 (y 2 y 2 (z H z 2 e )2 )]}
式中：C(x,y,z) 表示坐标为x，y，z处污染物浓度；
He：烟囱的有效高度，m；
Q：烟囱排放源强（污染物单位时间排放量，mg/s）； σy ：垂直于主导风向的横向扩散参数，m； σz ：铅直扩散参数，m；
u：排气筒高度处的风速，/s
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常用的点源扩散模型（高架连续点源）
Z轴
y 轴的正向在 x 轴的左侧；
z 轴垂直于水平面，向上为正方向。
Y轴
示意图：高斯模型的坐标系
O X轴
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大气扩散模型：点源扩散的高斯模型 P69
高斯模式的四点假设为：
❖ （1）假定大气流动是稳定的、有主导方向的；
❖ （2）假定污染物在大气中只有物理运动、没有化学和 生物变化；