污染物传输扩散模型CALPUFF模型在大气污染防治中的应用

以鸡西市为例，对CALPUFF城市大气污染物扩散模型进行检验，并对模型计算过程中要求的各种参数影响进行研究修订．证明CALPUFF城市大气污染物扩散模型完全适用于鸡西市应用，可以作为鸡西市开展大气污染防治的重要技术支持。     

废气排放因素对污染物的扩散影响分析——以某拟建热电联产项目为例

利用CALPUFF大气预测模型模拟不同排放因素(烟囱高度、烟囱直径和排气温度)情景下大气污染物的扩散影响,以此分析得出最佳的废气排放参数,为项目设计、建设提供最佳排放方式,有利于项目实际建成投产后大气污染物排放的有效扩散,从而最大限度地减小项目生产对环境空气的影响,实现环境效益与经济效益相协调。     

太原市城区SO2扩散分布规律研究

采用CALPUFF空气质量模型,对2006年太原市城区大气污染源排放SO2的传输及转化过程进行数值模拟.借助于地理信息系统软件和其它工具软件,结合实际监测结果详细分析了太原市城区范围内的SO2浓度分布特点及其对各关心点的浓度贡献.结果表明:太原市1、4两月大气污染物整体向东南方向扩散,7月由市中心向四周均匀扩散,10月向东北方向扩散;太原市7月份最不利于污染物扩散,其次为1月份;相比之下,4、10两月污染物扩散能力强.从空间分布来说,太原市SO2污染总体呈现东部重于西部,北部重于南部的态势;高值区主要分布在北部太钢工业区、西部煤化工工业区和东部工商混合区.太原市污染源排放对各关心点的SO2浓度贡献值呈现1、7月高,4、10月低的趋势,贡献值较大的关心点由高到低依次为涧河、坞城、桃园、尖草坪.     

大连地区污染气象参数的确定

为了合理地预防和治理大气污染,必须正确地估算污染物在大气中的浓度.为此,须搞清楚污染物在大气中的运动情况.污染物在大气中的运动——输送、扩散、稀释等,主要是由排放条件(排放量、烟囱高度等)和气象条件(平均风速、大气稳定度、扩散参数、逆温和混合层高度等)决定的.对大气环境中污染物浓度估算正确与否,取决于大气污染物浓度扩散数学模式的选择和各类气象参数的确定. 大连地区大气污染物浓度扩散数学模式的选择和各类气象参数的确定就是在我们一年来进行低空探测取得的资料和收集大连气象台1980年1月～1984年12月地面常规气象资料的基础上,经过正理分析而得到的.     

集群污染源颗粒物允许排放量调控

 以包钢工业园区采暖期颗粒物排放清单为基础,利用CALPUFF大气扩散模型进行集群污染源允许排放量动态调控,其模拟调控结果可为污染物排放控制对策、措施的制定提供一定的理论指导,有助于实现包钢工业园区大气环境稳定达标.模拟结果表明,集群污染源单位排污量对控制点浓度贡献随着污染源高度的增加而降低,低矮点源和面源应作为控制重点.在采暖期气象条件不利于污染物扩散的条件下,集群污染源最大允许排放量减少到现有排放量的8.82%,而在气象条件有利于污染物扩散的条件下,其最大允许排放量减少到现有排放量的12.03%,可以实现控制区大气环境质量达标.     

高分辨率中尺度模式在乐平工业园区的污染预报试验

为了研究乐平工业园区企业排放的污染物对乐平市城区的影响程度,应用了WRF高分辨率中尺度模式、利用最新的GIS资料、结合CALPUFF污染物输送模式对SO_2等污染物输送、扩散、浓度分布和沉降进行预报试验。结果表明:精细化的大气扩散模式,能实时给出污染物的主要影响范围、最大影响浓度所在位置以及发生时间等信息,对于评估企业大气污染物排放的实时环境影响具有重要意义。模式输出产品符合污染物常规的传输与扩散规律:排放源附近,SO_2的浓度达到极值,地面盛行风向是污染物传输的主要方向,沿着地面主导风向,污染物存在侧向的扩散,污染物影响较显著的范围主要位于药厂与盛行风向的下游。预报结果与观测结果的相关系数可达0.8以上,且超过95%的信度,平均浓度预报偏差低于10μg/m~3,35家企业地面SO2日均浓度对本地的最大贡献率约为63.4%,但从影响范围来看,最大浓度贡献点位于企业聚集区内,即处于可控范围内。对于评估企业大气污染物排放的实时环境影响具有重要意义,可为乐平市大气污染防治提供有效预报参考。     

大气混合层高度对通风及污染物扩散的影响

商业区建筑结构日益复杂,严重影响建筑群通风和周围气体污染物的扩散,选取重庆一商业区建筑群作为研究对象,以三维湍流模型为基础,采用CFD软件对商业区建筑的通风能力以及周围连续排放的气体污染物扩散情况进行数值模拟,对比分析基于气象条件的天变化和季节变化对建筑群通风能力和污染物扩散在水平方向和竖直方向的影响;分析得到建筑群通风能力和污染物扩散速率与大气混合层高度正相关;研究结果可为改善建筑通风效果和降低建筑周围污染物浓度提供参考。     

高烟囱排放与大气环境污染研究

在解释大气环境污染含义的基础上,介绍了大气污染物排放方式,分析了大气污染物的扩散与清除,探讨了高烟囱排放对大气环境的影响及对策。     

基于CALPUFF模型的毒害性气体泄漏事故三维动态模拟方法——以开县井喷事故为例

针对目前基于大气扩散模型开发的应急管理 GIS 系统中存在的时空分辨率低、未考虑三维地形等问题, 提出一套基于CALPUFF模型的三维气体扩散模拟方法。经过多层计算, 获得气体扩散浓度的三维时空分布数据。 通过Marching Cubes可视化技术读取并显示 , 可以实现三维空间的气体动态扩散效果 。以“12·23”开县特大井喷事故为案例进行模拟, 并开展二、三维对比以及模拟数据与实际情况对比分析。结果表明, CALPUFF模型三维计算得到的气体浓度在量级和空间分布上具有较高的精确性, 三维时空动态模拟具有较高的时空分辨率和重建效率, 可以达到较好的可视化效果, 能够更好地表达气体泄漏过程和扩散规律, 为应急管理提供重要的辅助手段。     

AERMOD与CALPUFF模拟复杂地形空气质量的对比

根据兰州新区总体规划的产业布局,通过污染源识别出对兰州新区空气质量产生影响的污染源主要为石化园区与燃煤电厂,分别利用AERMOD与CALPUFF模拟了兰州新区SO_2小时平均、日平均和年平均质量浓度的空间分布,探讨了两种模式模拟结果的差异.结果表明,两种模式模拟的污染物质量浓度高值区均集中在石化园区附近,AERMOD模拟结果影响范围较小,主要与该模式只采用单点气象数据代表模拟范围内的气象场有关;两种模式模拟的峰值差异较大,CALPUFF模拟的污染物质量浓度普遍高于AERMOD,主要原因是CALPUFF扩散模型在复杂下垫面考虑烟团遇障碍物回流造成质量浓度叠加,从而导致污染物质量浓度较大.     

基于CALPUFF的“乌-昌-石”区域燃煤污染物扩散模拟

为了研究"乌-昌-石"区域燃煤对空气质量的影响,运用CALPUFF模型对区域消耗燃煤的工业企业源的不同污染因子的扩散进行模拟分析,得到SO_2、NO_x、PM_(2.5)、PM_(10)的时空分布情况。结果表明:SO_2、NO_x、PM_(2.5)、PM_(10)四种污染因子的扩散均有着明显的季节性差异,采暖季(1月)污染物的扩散面积较大,且浓度较高,非采暖季(6月)污染物的扩散面积较小;从地区分布情况来看,浓度较高的区域分布在昌吉洲的阜康市和乌鲁木齐市的米东区、新市区等地,石河子、五家渠和沙湾县的浓度相对较低。污染物对区域浓度的贡献不仅与污染物排放量相关,气象条件和地形条件也是重要的影响因素。     

太原市冬季气象条件对污染物PM10迁移扩散的模拟研究

利用CALPUFF和HYSPLIT模式,以太原一电厂为污染源,模拟了初冬时段PM10的扩散过程,在分析地形及复杂风场对污染物扩散的影响时,研究了PM10在典型气象条件下的迁移扩散.模拟计算结果表明:气象条件不利于污染物扩散,造成太原市区西部古交和万柏林间高PM10浓度区;同时,小静风条件下的局地环流造成市区PM10浓度较高.还探讨了利用模式结果和监测数据估算源项的方法,研究表明,数值模式可以用来进行大气质量模拟并进行污染源管理.     

基于变风向高斯烟团混合模型的污染物扩散研究

对气态污染物连续泄漏扩散问题,利用时间分段处理和坐标转换的方法对高斯烟团模型进行了改进,使其能够计算点源连续泄漏和风向变化的情况。基于Python开发了模拟计算程序,模拟分析了风速和大气稳定度对污染物扩散的影响。结果表明：该模型实现了风况变化和连续泄漏扩散场景下,污染物扩散的浓度分布计算;各级危险区域的面积都随着扩散时间的增加先增大,而后趋于稳定,达到稳定所需时间以及稳定后危险区域的面积都随着风速的增加而降低,随着大气稳定度的变差而降低;在各风速以及各大气稳定度下,中度危险区面积都高于其他区域,应重点防护。     

大气污染的数值模拟

为比较集中供热与分散供热对重庆涪陵地区的大气污染影响的差异,采用计算流体力学软件PHOENICS,通过计算机模拟的方法得出该地区大气污染物(SO2,PM10)的基本分布情况,结果表明,集中供热的污染源面积较大,污染的扩散方向受城市的主导风向影响较大,污染物浓度向扩散方向的两旁下降得较快,该区中心主要小区的污染物浓度从源强的5%降低到1%;而且集中供热产生的污染面积大约只有分散供热的20%,受污染的区域减小,特别是对居民区等人口密集区的污染大大降低了.并从对城市大气污染的角度论证在该地区采用集中供热的优势.同时证明使用一些较为成熟的流体力学软件进行计算机模拟能够为城市的大气污染分析提供一个较为准确而便利的手段.     

大气污染物扩散模型应用研究

以抚顺市为饲,对ADMS-城市大气污染物扩散模型进行检验,并对模型计算过程中要求的各种参数影响进行研究,证明ADMS-城市大气污染物扩散模型完全适用于在抚顺市应用,可以为抚顺市开展空气质量控制提供技术支持．     

铜山矿矿区大气环境质量调查与分析

为了了解铜山矿深部矿产资源采选项目变更后的大气环境质量改善情况,在分析项目工程概况的基础上,对项目变更前后大气污染物排放情况进行了计算,同时对工程项目变更前后的大气环境质量进行了监测与分析。结果表明,项目变更后,矿区大气环境质量大大改善,主要大气污染物排放总量也相应减少。     

区域大气质量管理系统的设计

用计算机对污染物在大气中的扩散进行模拟具有快速、准确的优点。在其基础上可建立区域大气质量管理系统。该系统包括：1．气象数据的输入及管理模块；2．烟源数据的输入与管理模块；3．污染物排放优化管理模块等。通过该系统可以进行污染物扩散模拟与预测、大气环境系统的优化管理、大气环境系统的优化规划。     

对武车厂冷藏车生产技术改造工程大气影响的评价研究

本文在实地监测、计算和分析的基础上,根据Pasquill大气扩散稳定度,分别讨论了实现冷藏车生产技术改造后所出现的主要大气污染物对生产区和居民区的影响范围和强度,明确了实施技术改造计划的可行性.     

PM2.5的时间分布与演变扩散研究

最初利用时间序列——指数平滑法来分析PM2.5的时间分布情况.考虑到在分析过程中不确定PM2.5与时间之间存在怎样的关系,所以分别建立了一次、二次及三次指数平滑模型,通过对比分析最终确定PM2.5与时间的具体关系.为了更好的控制和治理PM2.5污染物,则需要对其扩散规律进行分析,基于此,本文建立了基于高斯扩散模型的PM2.5污染物扩散模型,建模过程中,首先建立了大气稳定状态下的基本模型,然后在此基础上又进一步建立了能够反映风速、温度以及湿度对PM2.5扩散产生影响的基本模型,具有一定的适用性.     

内陆核电厂冷却塔对大气扩散影响的CFD模拟

 风场的时空变化和大气湍流特征是影响局地大气污染物迁移、扩散的重要因子。本文以某内陆核电厂址为背景,针对内陆核电厂址气象及地形条件的复杂性,选用三维计算流体动力学(CFD)模型Fluidyn-PANACHE,模拟气载放射性颗粒¹³⁷Cs、气溶胶¹³¹I和常规气态污染物CO在大气中的三维风场及浓度场分布情况。该方法可合理模拟内陆核电厂大型冷却塔等建筑物周围的湍流和绕流,弥补了标准高斯模型精细化程度不足的缺陷。此外,该方法也突破了常规CFD模型很难在一次计算中进行多风向模拟的局限性。计算获得的正常工况下年均大气扩散因子能反映出该厂址大气扩散的季节性差异,即秋季的平均大气扩散因子最大,因此,可考虑将换料大修等非运行工况安排在秋季进行,以降低污染强度。研究获得的年均大气扩散模拟结果与高斯混合排放模式推荐的厂址扩散参数较为一致,典型固定风向的模拟结果与风洞物理模拟结果符合较好,可为中国内陆核电厂址大气扩散研究和评价提供参考。