第7章大气环境影响评价课件

第七章第七章 大气环境质量现状及影响评价大气环境质量现状及影响评价 第二节第二节 大气环境质量现状评价大气环境质量现状评价第三节第三节 大气环境影响评价大气环境影响评价第一节第一节第一节第一节 概述概述概述概述一、基础知识一、基础知识一、基础知识一、基础知识第七章 大气环境影响评价 第一节 概述1 1 1 1大气成分大气成分大气成分大气成分 大气是指在地球周围聚集的一层很厚的大气分子，称之为大气是指在地球周围聚集的一层很厚的大气分子，称之为大气圈。大气上边界约为大气圈。大气上边界约为20003000km20003000km。离地面。离地面361000km361000km的的空间，大气质量仅占大气总质量的空间，大气质量仅占大气总质量的1 1，而，而5050以上的大气物质以上的大气物质的质量的在的质量的在55km55km以下。与人类关系最直接的，对大气污染影响以下。与人类关系最直接的，对大气污染影响最大的是低层大气。低层大气由干洁空气、水汽、悬浮着的固最大的是低层大气。低层大气由干洁空气、水汽、悬浮着的固体微粒和液体微粒以及人为排放的大气污染物组成。体微粒和液体微粒以及人为排放的大气污染物组成。一、基础知识一、基础知识一、基础知识一、基础知识第七章 大气环境影响评价 第一节 概述 2 2 2 2 大大大大 气气气气层层层层 的的的的 垂垂垂垂 直直直直分布分布分布分布 一、基础知识一、基础知识一、基础知识一、基础知识第七章 大气环境影响评价 第一节 概述3.3.3.3.主要气象要素主要气象要素主要气象要素主要气象要素 (1)(1)气温气温 气象上讲的地面气温一般是指离地面气象上讲的地面气温一般是指离地面1 15m5m高处高处在百叶箱中观测到的空气温度。一般用摄氏温度在百叶箱中观测到的空气温度。一般用摄氏温度()()表示，理表示，理论计算常用热力学温度论计算常用热力学温度(K)(K)表示。表示。(2)(2)气压气压 气压指大气的压强。在静止大气中，任一点的气气压指大气的压强。在静止大气中，任一点的气压值等于该点单位面积上的大气的重量。高度越高，气压越低压值等于该点单位面积上的大气的重量。高度越高，气压越低气象上以百帕气象上以百帕(hPa)(hPa)为法定单位。为法定单位。(3)(3)湿度湿度 它是反映空气中水汽含量多少和空气潮湿程度的它是反映空气中水汽含量多少和空气潮湿程度的一个物理量。一个物理量。一、基础知识一、基础知识一、基础知识一、基础知识第七章 大气环境影响评价 第一节 概述3.3.3.3.主要气象要素主要气象要素主要气象要素主要气象要素 (4)(4)风风 气象上把空气气象上把空气质点的水平运动称为风。空质点的水平运动称为风。空气质点的垂直方向的运动称气质点的垂直方向的运动称为上升、下降气流或称对流。为上升、下降气流或称对流。风是一个矢量、用风向和风风是一个矢量、用风向和风速描述其特征。速描述其特征。风向指风的风向指风的来向来向，如东南风指从东南方，如东南风指从东南方吹来的风。风向常用吹来的风。风向常用1616个方个方位表示位表示一、基础知识一、基础知识一、基础知识一、基础知识第七章 大气环境影响评价 第一节 概述3.3.3.3.主要气象要素主要气象要素主要气象要素主要气象要素一、基础知识一、基础知识一、基础知识一、基础知识第七章 大气环境影响评价 第一节 概述3.3.3.3.主要气象要素主要气象要素主要气象要素主要气象要素 (5)(5)云云 云云是是由由飘飘浮浮在在空空中中的的大大量量小小水水滴滴或或小小冰冰晶晶或或两两者者的的混混合合物物构构成成的的。在在污污染染预预测测中中需需用用云云高高、云云量量等等确确定定大大气气稳稳定定度。云高指云底距地面的高度。度。云高指云底距地面的高度。我我国国将将视视野野能能见见的的天天空空分分为为1010等等分分其其中中云云遮遮蔽蔽了了几几分分，云云量就是几。量就是几。(6)(6)能能见见度度 在在当当时时的的天天气气条条件件下下，正正常常人人的的眼眼睛睛所所能能见见到到的最大水平距离，称为能见度即水平能见度。的最大水平距离，称为能见度即水平能见度。一、基础知识一、基础知识一、基础知识一、基础知识第七章 大气环境影响评价 第一节 概述4.4.4.4.大气稳定度大气稳定度大气稳定度大气稳定度 大大气气稳稳定定度度是是指指在在垂垂直直方方向向上上大大气气的的稳稳定定的的程程度度，即即是是否否易易于于发发生生对对流流。污污染染物物在在大大气气中中的的扩扩散散于于稳稳定定度度有密切关系。有密切关系。大大气气稳稳定定度度分分为为A AF F六六个个级级别别，其其中中：A A为为强强不不稳稳定定、B B为为不不稳稳定定、C C为为弱弱不不稳稳定定、D D为为中中性性、E E为为较较稳稳定定、F F为稳定。为稳定。根据日期序根据日期序数计算太阳数计算太阳倾角倾角当地经当地经纬度纬度太阳高太阳高度角度角云量云量太阳辐太阳辐射等级射等级地面风地面风速速大气稳大气稳定度定度大气稳度的确定大气稳度的确定一、基础知识一、基础知识一、基础知识一、基础知识第七章 大气环境影响评价 第一节 概述5.5.5.5.逆温逆温逆温逆温 逆温逆温温度随高度增加而增加叫逆温。具有逆温层的大温度随高度增加而增加叫逆温。具有逆温层的大气层是强稳定的大气层。气层是强稳定的大气层。某高度上的逆温层像一个盖子一样阻挡着它下面污染物的某高度上的逆温层像一个盖子一样阻挡着它下面污染物的扩散，因而可能造成严重污染。空气污染事件多数都发生在右扩散，因而可能造成严重污染。空气污染事件多数都发生在右逆温层和静风条件下。逆温层和静风条件下。按逆温层的高度可分为接地逆温和不接地逆温两种。按逆温层的高度可分为接地逆温和不接地逆温两种。一、基础知识一、基础知识一、基础知识一、基础知识第七章 大气环境影响评价 第一节 概述6.6.6.6.风速廓线风速廓线风速廓线风速廓线 在大气边界层中，由于摩擦力随高度增加而减小，风速将在大气边界层中，由于摩擦力随高度增加而减小，风速将随高度增加而增大。随高度增加而增大。平均风速随高度的变化曲线称为风速廓线，其数学表达式平均风速随高度的变化曲线称为风速廓线，其数学表达式称为风速廓线模式。称为风速廓线模式。一、基础知识一、基础知识一、基础知识一、基础知识第七章 大气环境影响评价 第一节 概述7.7.7.7.地方性风场地方性风场地方性风场地方性风场 海陆风海陆风 海陆风是海风和陆风的总称。海陆风是海风和陆风的总称。它是发生在海陆交界地带，以它是发生在海陆交界地带，以2424小小时为周期的一种大气局地环流。时为周期的一种大气局地环流。山谷风山谷风 山谷风是山风和谷风的总称。山谷风是山风和谷风的总称。它是发生在山区，以它是发生在山区，以2424小时为周期小时为周期的一种大气局地环流。的一种大气局地环流。城市热岛环流城市热岛环流 城市热岛环流是由城乡温度差城市热岛环流是由城乡温度差引起的局地风。引起的局地风。第七章第七章 大气环境质量现状及影响评价大气环境质量现状及影响评价第一节第一节 概述概述 第三节第三节 大气环境影响评价大气环境影响评价第二节第二节第二节第二节 大气环境质量现状评价大气环境质量现状评价大气环境质量现状评价大气环境质量现状评价大气环境质量现状评价内容、程序及实例大气环境质量现状评价内容、程序及实例大气环境质量现状评价内容、程序及实例大气环境质量现状评价内容、程序及实例第七章 大气环境影响评价 第二节 大气环境质量现状评价1.1.确定监测布点位置、筛选监测因子；确定监测布点位置、筛选监测因子；2.2.现场采样、实验室分析、数据统计、编制监测报告；现场采样、实验室分析、数据统计、编制监测报告；3.3.确定评价方法和评价标准；确定评价方法和评价标准；4.4.计算污染指数，给出评价结论，编写评价报告。计算污染指数，给出评价结论，编写评价报告。实实 例例第七章第七章 大气环境质量现状及影响评价大气环境质量现状及影响评价第一节第一节 概述概述第二节第二节 大气环境质量现状评价大气环境质量现状评价 第三节第三节第三节第三节 大气环境影响评价大气环境影响评价大气环境影响评价大气环境影响评价一、湍流扩散的基本理论一、湍流扩散的基本理论一、湍流扩散的基本理论一、湍流扩散的基本理论第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价 大大气气的的无无规规则则运运动动称称为为大大气气湍湍流流。风风速速的的脉脉动动和和风风向向的的摆动就是湍流作用的结果。摆动就是湍流作用的结果。湍湍流流可可分分为为两两种种：一一是是由由于于垂垂直直方方向向温温度度分分布布不不均均匀匀引引起起的的热热力力湍湍流流，其其强强度度主主要要取取决决于于大大气气稳稳定定度度；二二是是由由于于垂垂直直方方向向风风速速分分布布不不均均匀匀及及地地面面粗粗糙糙度度引引起起的的机机械械湍湍流流，其其强强度主要决定于风速梯度和地面粗糙度。度主要决定于风速梯度和地面粗糙度。实际的湍流是上述两种湍流的叠加。实际的湍流是上述两种湍流的叠加。(一一一一)湍流概念简介（湍流概念简介（湍流概念简介（湍流概念简介（1 1 1 1）一、湍流扩散的基本理论一、湍流扩散的基本理论一、湍流扩散的基本理论一、湍流扩散的基本理论第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价 湍湍流流有有极极强强的的扩散散能能力力，比比分分子子扩散散快快10105 510106 6倍倍。但但在在风场运运动的的主主风方方向向上上，由由于于平平均均风速速比比脉脉动风速速大大得多，所以在主得多，所以在主风方向上方向上风的平流的平流输送作用是主要的。送作用是主要的。归结起起来来，风速速越越大大，湍湍流流越越强强，污染染物物的的扩散散速速度度越越快快，污染染物物的的浓度度就就越越低低。风和和湍湍流流是是决决定定污染染物物在在大大气气中中扩散散稀稀释的的最最直直接接最最本本质的的因因素素，其其他他一一切切气气象象因因素素都是通都是通过风和湍流的作用来影响和湍流的作用来影响扩散稀散稀释的。的。(一一一一)湍流概念简介（湍流概念简介（湍流概念简介（湍流概念简介（2 2 2 2）一、湍流扩散的基本理论一、湍流扩散的基本理论一、湍流扩散的基本理论一、湍流扩散的基本理论第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价1 1梯度输送理论梯度输送理论 湍湍流流梯梯度度输送送理理论假假定定由由大大气气湍湍流流引引起起的的某某物物质的的扩散散，类似似于于分分子子扩散散，并并可可用用同同样的的分分子子扩散散方方程程描描述。述。根根据据梯梯度度输输送送理理论论和和流流体体中中质质量量守守恒恒原原理理建建立立湍湍流流扩散微分方程，通过求解得到污染物扩散模式。扩散微分方程，通过求解得到污染物扩散模式。(二二二二)湍流扩散理论简介湍流扩散理论简介湍流扩散理论简介湍流扩散理论简介 一、湍流扩散的基本理论一、湍流扩散的基本理论一、湍流扩散的基本理论一、湍流扩散的基本理论第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价2 2湍流统计理论湍流统计理论 泰泰勒勒(G.I.Tayler)(G.I.Tayler)应用用统计学学方方法法研研究究提提出出了了湍湍流流扩散散统统计计理理论论。如如图图所所示示，某某污染染源源排排放放出出的的粒粒子子，在在风沿沿着着x方方向向吹吹的的湍湍流流大大气气中中扩散散的的情情况况。假假定定大大气气湍湍流流场是是均均匀匀、定定常常的的，从从原原点点放放出出的的一一个个粒粒子子的的位位置置用用y表表示示，则y随随时间而而变化化，但但其其平平均均值为零零。如如果果从从原原点点放放出出很很多多粒粒子子，则在在x轴上上粒粒子子的的浓度度最最高高，浓度分布以度分布以x轴为对称称轴，并符合正，并符合正态分布。分布。(二二二二)湍流扩散理论简介湍流扩散理论简介湍流扩散理论简介湍流扩散理论简介 二、高斯扩散模式二、高斯扩散模式二、高斯扩散模式二、高斯扩散模式第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价1 1坐标系坐标系 高高斯斯模模式式的的坐坐标标系系为为右右手手坐坐标标系系。原原点点为为排排放放点点或或高高架架点点源源在在地地面面的的投投影影点点，x轴轴正正向向为为平平均均风风向向，烟烟流流中中心心线线与与x轴轴重重合或其投影为合或其投影为x轴。轴。(一一一一)高斯模式的有关假定高斯模式的有关假定高斯模式的有关假定高斯模式的有关假定 正态分布正态分布实体源高实体源高有效源高有效源高平均风向平均风向二、高斯扩散模式二、高斯扩散模式二、高斯扩散模式二、高斯扩散模式第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价2 2高斯模式的假设条件高斯模式的假设条件 理理论论研研究究及及实实验验证证明明，连连续续点点源源的的平平均均烟烟流流是是符符合合正正态态分分布布的的。因因此此可可以以作作如如下下假假定定：污污染染物物在在y、z轴轴上上的的分分布布符符合合高高斯斯分分布布（正正态态分分布布）；在在全全部部空空间间中中风风速速是是均均匀匀的的和和稳稳定定的的；源源强强是是连连续续均均匀匀的的；在在扩扩散散过过程程中中污污染染物物质质的质量是守恒的。的质量是守恒的。(一一一一)高斯模式的有关假定高斯模式的有关假定高斯模式的有关假定高斯模式的有关假定 二、高斯扩散模式二、高斯扩散模式二、高斯扩散模式二、高斯扩散模式第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价 由由正正态态分分布布的的假假定定可可以以写写出出下下风风向向任任意意点点（x，y，z）的的平均浓度的分布函数：平均浓度的分布函数：(二二二二)无界空间连续点源扩散模式（无界空间连续点源扩散模式（无界空间连续点源扩散模式（无界空间连续点源扩散模式（1 1 1 1）二、高斯扩散模式二、高斯扩散模式二、高斯扩散模式二、高斯扩散模式第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价 通通过过将将参参数数代代入入和和求求解解后后得得到到无无界界空空间间连连续续点点源源扩扩散散模式：模式：(二二二二)无界空间连续点源扩散模式（无界空间连续点源扩散模式（无界空间连续点源扩散模式（无界空间连续点源扩散模式（2 2 2 2）横向扩散参数横向扩散参数垂直扩散参数垂直扩散参数污染源强污染源强平均风速平均风速二、高斯扩散模式二、高斯扩散模式二、高斯扩散模式二、高斯扩散模式第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价 高高架架连连续续点点源源的的扩扩散散问问题题，必必须须考考虑虑地地面面对对扩扩散散的的影影响。可以认为地面像镜面一样，对污染物起全反射作用。响。可以认为地面像镜面一样，对污染物起全反射作用。(三三三三)高架连续点源扩散模式（高架连续点源扩散模式（高架连续点源扩散模式（高架连续点源扩散模式（1 1 1 1）实源实源像源像源任意点任意点P P地面地面二、高斯扩散模式二、高斯扩散模式二、高斯扩散模式二、高斯扩散模式第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价 P P点的实际污染物浓度应为实源和像源之和，即：点的实际污染物浓度应为实源和像源之和，即：(三三三三)高架连续点源扩散模式（高架连续点源扩散模式（高架连续点源扩散模式（高架连续点源扩散模式（2 2 2 2）像源贡献像源贡献实源贡献实源贡献 由此模式可以求出下风向任意点的污染物浓度。由此模式可以求出下风向任意点的污染物浓度。有效源高有效源高二、高斯扩散模式二、高斯扩散模式二、高斯扩散模式二、高斯扩散模式第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价（1 1）地面浓度模式）地面浓度模式 令令z z0 0，由高架连续点源模式简化得到地面浓度模式：，由高架连续点源模式简化得到地面浓度模式：(三三三三)高架连续点源扩散模式（高架连续点源扩散模式（高架连续点源扩散模式（高架连续点源扩散模式（3 3 3 3）二、高斯扩散模式二、高斯扩散模式二、高斯扩散模式二、高斯扩散模式第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价（2 2）地面轴线浓度模式）地面轴线浓度模式 在在地地面面浓浓度度模模式式的的基基础础上上，令令y y0 0，得得到到地地面面轴轴线线浓浓度度模式：模式：(三三三三)高架连续点源扩散模式（高架连续点源扩散模式（高架连续点源扩散模式（高架连续点源扩散模式（4 4 4 4）二、高斯扩散模式二、高斯扩散模式二、高斯扩散模式二、高斯扩散模式第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价（3 3）地面最大浓度模式（地面轴线最大浓度模式）地面最大浓度模式（地面轴线最大浓度模式）在在地地面面轴轴线线浓浓度度模模式式的的基基础础上上，通通过过求求导导得得到到地地面面轴轴线线最大浓度模式：最大浓度模式：(三三三三)高架连续点源扩散模式（高架连续点源扩散模式（高架连续点源扩散模式（高架连续点源扩散模式（5 5 5 5）是否有最大值？是否有最大值？三、污染物浓度的估算三、污染物浓度的估算三、污染物浓度的估算三、污染物浓度的估算第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价 连连续续点点源源的的排排放放大大部部分分是是采采用用烟烟囱囱排排放放的的。具具有有一一定定速速度度的的热热烟烟气气从从烟烟囱囱出出口口排排出出后后，由由于于其其初初始始动动量量和和高高温温产产生生的浮力，可以使烟气上升至很高的高度。的浮力，可以使烟气上升至很高的高度。烟烟囱囱有有效效高高度度(H)(H)为为烟烟囱囱的的几几何何高高度度(H(HS S)与与烟烟气气抬抬升升高高度度(H)H)之和。之和。H H H HS S+H H(一一一一)烟气抬升高度的计算烟气抬升高度的计算烟气抬升高度的计算烟气抬升高度的计算(1)(1)(1)(1)三、污染物浓度的估算三、污染物浓度的估算三、污染物浓度的估算三、污染物浓度的估算第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价 烟气抬升图示烟气抬升图示(一一一一)烟气抬升高度的计算烟气抬升高度的计算烟气抬升高度的计算烟气抬升高度的计算(2)(2)(2)(2)三、污染物浓度的估算三、污染物浓度的估算三、污染物浓度的估算三、污染物浓度的估算第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价1.1.霍兰德公式霍兰德公式比较保守，有时偏差较大比较保守，有时偏差较大2.2.布布里里格格斯斯公公式式计计算算值值与与实实测测值值比比较较接接近近，应应用较广用较广3.3.中中国国国国家家标标准准制制定定地地方方大大气气污污染染物物排排放放标标准的技术方法准的技术方法GB/T 13201-91GB/T 13201-91(一一一一)烟气抬升高度的计算烟气抬升高度的计算烟气抬升高度的计算烟气抬升高度的计算(3)(3)(3)(3)烟气抬升公式三、污染物浓度的估算三、污染物浓度的估算三、污染物浓度的估算三、污染物浓度的估算第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价1.1.P PG G扩散参数法扩散参数法2.2.中中国国国国家家标标准准制制定定地地方方大大气气污污染染物物排排放放标标准的技术方法准的技术方法GB/T 13201-91GB/T 13201-91(二二二二)扩散参数的确定扩散参数的确定扩散参数的确定扩散参数的确定扩散参数扩散参数三、污染物浓度的估算三、污染物浓度的估算三、污染物浓度的估算三、污染物浓度的估算第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价(三三三三)污染物扩散浓度的估算实例污染物扩散浓度的估算实例污染物扩散浓度的估算实例污染物扩散浓度的估算实例(1)(1)(1)(1)某某工工厂厂位位于于城城市市远远郊郊区区，锅锅炉炉烟烟囱囱高高度度为为85m,85m,烟烟气气抬抬升升高高度度为87m87m，SOSO2 2排排放放率率为50g/s50g/s。烟烟囱囱出出口口处平平均均风风速速为为4m/s4m/s。试试计计算算B B类类稳稳定定度度条条件件下下，距距烟烟囱囱1000m1000m和和2000m2000m两两处处关关心心点点位位的的地地面面轴轴线线浓浓度度贡贡献献值值。(已已知知:x x10001000，y y156156，z z109;109;x x20002000，y y279279，z z233)233)三、污染物浓度的估算三、污染物浓度的估算三、污染物浓度的估算三、污染物浓度的估算第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价(三三三三)污染物扩散浓度的估算实例污染物扩散浓度的估算实例污染物扩散浓度的估算实例污染物扩散浓度的估算实例(2)(2)(2)(2)根据地面浓度公式根据地面浓度公式:距离距离 x(m)1000 2000 x(m)1000 2000 浓度浓度(mg/m(mg/m3 3)0.0674 0.0466)0.0674 0.0466 四、卫生防护距离四、卫生防护距离四、卫生防护距离四、卫生防护距离第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价卫生防护距离计算公式卫生防护距离计算公式:A A、B B、C C、D D卫卫生生防防护护距距离离计计算系数；算系数；CnCn环环境境空空气气质质量量标标准准浓浓度限值，度限值，mg/m3mg/m3；QcQc工工业业企企业业有有害害气气体体无无组组织织排排放放量量可可以以达达到到的的控控制制水水平平，kg/hkg/h；无无组组织织排排放放源源的的等等效效半半径径，=(=(S S/)0.5 m0.5 m；L L安全卫生防护距离，安全卫生防护距离，m m。注意计算方法注意计算方法标准的取样时间标准的取样时间距离的提级距离的提级 设置要求设置要求第七章 大气环境影响评价 第三节 大气环境影响评价 根根据据环环境境影影响响评评价价技技术术原原则则与与方方法法（国国家家环环境境保保护护局局编编著著 北北京京大大学学出出版版社社出出版版。19921992年年2 2月月第第一一版版），日日平平均均浓浓度度可可按按小小时时平平均均浓浓度度通通过过时时间间修修正正计计算算，具具体体采采用用下式计算：下式计算：C Cd d=C=Ch h(60/1440)(60/1440)0.30.3 式中：式中：C Ch h计算点的小时平均浓度，计算点的小时平均浓度，mg/mmg/m3 3。9393版大气评价导则：版大气评价导则：1:0.33 1:0.33p经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量pStudyConstantly,AndYouWillKnowEverything.TheMoreYouKnow,TheMorePowerfulYouWillBe写在最后谢谢你的到来学习并没有结束，希望大家继续努力Learning Is Not Over.I Hope You Will Continue To Work Hard演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日