1、1四章 大气扩散浓度估算模式4.1 污染源的东侧为峭壁，其高度比污染源高得多。设有效源高为 H，污染源到峭壁的距离为 L，峭壁对烟流扩散起全反射作用。试推导吹南风时高架连续点源的扩散模式。当吹北风时，这一模式又变成何种形式？解：吹南风时以风向为 x 轴，y 轴指向峭壁，原点为点源在地面上的投影。若不存在峭壁，则有 2)(exp2)()exp2e(2),( zzyzyuQHzx 现存在峭壁，可考虑 为实源与虚源在所关心点贡献之和。实源 )(e)()eexp( 2221 zzyzy H虚源 )(xp)(xp2 222 zzyzyLuQ 因此 +)(e)()eexp( 222 zzyzy H )(x
2、p)(xp2 222 zzyzyLuQ = )(e)(e)(e)exp( 2222 zzyyzy H刮北风时，坐标系建立不变，则结果仍为上式。4.2 某发电厂烟囱高度 120m，内径 5m，排放速度 13.5m/s，烟气温度为 418K。大气温度288K，大气为中性层结，源高处的平均风速为 4m/s。试用霍兰德、布里格斯（x=2100kW，TsTa=130K35K。 munns 93.241029530.113/23/021 （发电厂位于城市近郊，取 n=1.303，n 1=1/3，n 2=2/3）4.3 某污染源排出 SO2 量为 80g/s，有效源高为 60m，烟囱出口处平均风速为 6m/
3、s。在当时的气象条件下，正下风方向 500m 处的 ，试求正下风方向 500mzy1.8,3.5处 SO2 的地面浓度。解：由大气污染控制工程P88（49）得 322 /07.)1.86exp(1.83560)exp( mgHuQzzy 4.4 解：阴天稳定度等级为 D 级，利用 大气污染控制工程P95 表 44 查得 x=500m 时。将数据代入式 48 得mzy1.8,3.5 322 /01.).86exp()3.50exp(.3560)0,( mg。4.4 在题 4.3 所给的条件下，当时的天气是阴天，试计算下风向 x=500m、y=50m 处 SO2 的地面浓度和地面最大浓度。解：阴天
4、稳定度等级为 D 级，利用 大气污染控制工程P95 表 44 查得 x=500m 时。将数据代入式 48 得mzy1.8,3.5 322 /01.).86exp()3.50exp(.3560)0,( mg。4.5 某一工业锅炉烟囱高 30m，直径 0.6m，烟气出口速度为 20m/s，烟气温度为 405K，大气温度为 293K，烟囱出口处风速 4m/s，SO 2 排放量为 10mg/s。试计算中性大气条件下SO2 的地面最大浓度和出现的位置。解：由霍兰德公式求得，烟囱mDTuDvHsas 84.5)60429357.1(46.0)7.251( 3有效高度为 。mHs 84.35.0由大气污染控
5、制工程P89 （410） 、 （411）时， 。yzeuQ2maxz .2.取稳定度为 D 级，由表 44 查得与之相应的 x=745.6m。此时 。代入上式 。y1.50 32max /21.0534.8.3410mge4.6 地面源正下风方向一点上，测得 3 分钟平均浓度为 3.4103 g/m3，试估计该点两小时的平均浓度是多少？假设大气稳定度为 B 级。解：由大气污染控制工程P98 （431）（当 ，q=0.3）13.01122 2)5()( yyqy h10233122 /04.)exp( mgHuQzzy 4.7 一条燃烧着的农业荒地可看作有限长线源，其长为 150m，据估计有机物
6、的总排放量为90g/s。当时风速为 3m/s，风向垂直于该线源。试确定线源中心的下风距离 400m 处，风吹3 到 15 分钟时有机物的浓度。假设当时是晴朗的秋天下午 4：00。试问正对该线源的一个端点的下风浓度是多少？解：有限长线源 。dPHuQHxPzzL )2exp(1)2exp(2),0( 2首先判断大气稳定度，确定扩散参数。中纬度地区晴朗秋天下午 4：00，太阳高度角3035 。 左右，属于弱太阳辐射；查表 4-3，当风速等于 3m/s 时，稳定度等级为 C，则400m 处 。mzy5.6,3.4其次判断 3 分钟时污染物是否到达受体点。因为测量时间小于 0.5h，所以不必考虑采样时
7、间对扩散参数的影响。3 分钟时，污染物到达的距离，说明已经到达受体点。040xut有限长线源 dPHuQHxPzzL )2exp(1)2exp(2),( 2距离线源下风向 4m 处，P 1=75/43.3=1.732，P 2=75/43.3=1.732；。代入上式得)/(6.0)/(1590smgsgQL 。3732.12/5.)exp(52,4( mgd4端点下风向 P1=0，P 2=150/43.3=3.46，代入上式得 346.302/0.)exp(15.)0,4( mgdP4.8 某市在环境质量评价中，划分面源单元为 1000m1000m，其中一个单元的 SO2 排放量为 10g/s，
8、当时的风速为 3m/s，风向为南风。平均有效源高为 15m。试用虚拟点源的面源扩散模式计算这一单元北面的邻近单元中心处 SO2 的地面浓度。解：设大气稳定度为 C 级， 。mmzy 98.615.,56.3.4100当 x=1.0km， 。由大气污染控制工程P106 （449）mzy,.9 )()(2exp)(),0( 202000 zyzy HuQHx 352/17.4)98.641(5e)98.641)(5.23.9( mg4.9 某烧结厂烧结机的 SO2 的排放量为 180g/s，在冬季下午出现下沉逆温，逆温层底高度为360m，地面平均风速为 3m/s，混和层内的平均风速为 3.5m/s
9、。烟囱有效高度为 200m。试计算正下风方向 2km 和 6km 处 SO2 的地面浓度。解：设大气稳定度为 C 级。 mxHDDz 5.1264.715.036. 当 x=2km 时， xD2xD 时， ，my4 3/120.743605.2g计算结果表明，在 xD=162m。实际烟囱高度可取为 170m。烟囱出口烟气流速不应低于该高度处平均风速的 1.5 倍，即uv=1.51.6871700.25=9.14m/s。但为保证烟气顺利抬升，出口流速应在 2030m/s。取uv=20m/s，则有6，实际直径可取为 4.0m。muQDv1.4206544.12 试证明高架连续点源在出现地面最大浓度的距离上，烟流中心线上的浓度与地面浓度之比值等于 1.38。解：高架连续点源出现浓度最大距离处，烟流中心线的浓度按 P88（47） Hzyzzyzy HuQ ,02221 )(exp)()expe(2 （由 P89（411） ）zyzy uQ018./42 2z而地面轴线浓度 。yeH2max2因此， 38.120.)(418.0.1)/(018./ 2221 eHeuQzyzzy得证。
