空气质量模式 在法规中的应用PDF电子书下载

1　大气湍流及边界层 1

1.1 引言 1

1.2　有关的基础知识 4

1.2.1 层流和湍流 4

1.2.2 湍流的特点 4

1.2.3 湍流的几种简化模型 5

1.2.4 运动方程和雷诺应力 6

1.2.5 大气的热力学过程 7

1.3　平均值和相关函数 9

1.3.1 平均值 9

1.3.2 相关函数 10

1.3.3 湍流的尺度和强度 13

1.4　因次分析和湍流动能方程 13

1.4.1 绝热状态的平均速度分布律 14

1.4.2 非绝热状态的平均速度和温度分布 15

1.4.3　φm和φh计算公式 19

1.4.4 湍流动能方程 23

1.5　湍流的能谱分析 24

1.5.1 谱密度与相关的傅立叶变换关系 24

1.5.2 湍流能量谱密度的一般描述 26

1.5.3 惯性次区律和湍流能量平衡方程 28

1.5.4 谱参数λm 29

1.5.5 湍流速度标准差σi 30

1.5.6　谱密度公式 32

1.6　大气边界层 34

1.6.1 PBL厚度（混合层深度） 35

1.6.2 表面层 38

1.6.3 混合层 39

1.6.4 稳定层 40

1.6.5 间歇现象 41

1.7　拉格朗日系统 42

1.7.1 两种参考系统 42

1.7.2　湍流扩散试验方法 46

2　法规空气质量模式 49

2.1　法规空气质量模式的含义和特点 49

2.2　首选模式和替代模式 51

2.2.1 首选模式 51

2.2.2 替代模式 52

2.3　空气质量模式分类 53

2.3.1 一般分类法 53

2.3.2 筛选模式和精确模式 53

2.3.3　化学反应模式 54

2.3.4 正态模式 55

2.4　法规大气扩散模式的更新 57

2.4.1 第一代法规大气扩散模式的缺陷 57

2.4.2 湍流参数和大气稳定度的常规参数化方法 59

2.4.3 混合型烟羽扩散模式（HPDM） 63

3　第一代法规空气质量模式 67

3.1　质量守恒方程及瞬时单烟团正态扩散模式 67

3.2　点源烟羽扩散模式 68

3.2.1 点源烟羽扩散模式的基本公式 69

3.2.2　最大落地浓度公式 70

3.3　小风和静风扩散模式 72

3.4　熏烟模式 72

3.4.1 熏烟浓度最大值 72

3.4.2 熏烟浓度分布 73

3.5　海岸线熏烟模式 73

3.5.1 扩散模式 74

3.5.2　热力内边界层高度hf（x） 75

3.6　日均浓度计算方法 75

3.7　长期平均浓度公式 76

3.7.1 孤立源长期平均浓度公式 76

3.7.2 多源长期平均浓度公式 76

3.8　线源模式 76

3.8.1 直线型线源扩散模式 76

3.8.2 线源分段求和模式 77

3.8.3 流动源排放因子（汽车尾气源强） 78

3.8.4 预测实例 78

3.9　多源模式 78

3.10　面源及体源模式 79

3.10.1 面源模式 79

3.10.2　体源模式 81

3.10.3 箱模式 81

3.11　丘陵、山区扩散模式 82

3.11.1 狭长山谷扩散模式 82

3.11.2　烟羽路径系数修正 83

3.11.3　CALPUFF复杂地形模式 85

3.12　建筑物下洗模式 92

3.13　对高架源热浮力烟羽的修正 94

3.13.1 混合层顶穿透问题 94

3.13.2　风向切变及热浮力问题 95

3.14　干、湿沉积及化学迁移 95

3.14.1 干沉积（颗粒物）模式 95

3.14.2　湿沉积模式 96

3.14.3 化学衰变 97

3.15　烟气抬升公式 98

3.15.1 有风时，中性和不稳定条件 98

3.15.2　有风时，稳定条件 98

3.15.3 静风和小风（u10＜1.5m/s）条件 98

3.16　大气边界层（或混合层）高度 99

3.17　有害气体无组织排放控制与工业企业卫生防护距离 100

3.17.1 无组织排放与卫生防护距离的含义 100

3.17.2 卫生防护距离的确定方法 100

3.18　非正常排放扩散模式 101

3.18.1 有风（u10≥1.5m/s）条件 101

3.18.2　小风和静风条件 102

4　AERMOD介绍 103

4.1 引言 103

4.2　AERMOD总体介绍 104

4.3　气象资料预处理模式（AERMET） 106

4.3.1　PBL中的能量平衡 106

4.3.2 对流边界层（CBL）参数 107

4.3.3　稳定边界层（SBL）参数 108

4.3.4　混合层高度 110

4.4　PBL垂直结构-AERMOD气象界面 112

4.4.1 通用垂直分布（廓线）方程 112

4.4.2 气象界面处理边界层的垂直不均匀性 119

4.5 AMS/EPA法规模式AERMOD 122

4.5.1 AERMOD包含地形的一般结构 123

4.5.2 CBL中的浓度预测 126

4.5.3　SBL中的浓度计算公式 133

4.5.4 对横向烟羽迂回的处理 133

4.5.5 扩散系数计算公式 135

4.5.6 AERMOD的烟气抬升高度计算公式 138

4.5.7 面源及体源的处理方法 140

4.5.8 城市边界层及预测模式的调整 140

4.6　PRIME背风涡及下洗模式 142

4.6.1 空腔区及尾迹区的范围 143

4.6.2　平均流线斜率 146

4.6.3　烟羽抬升 148

4.6.4　扩散系数 150

4.6.5 空腔区和尾迹区中的浓度 151

4.6.6 与实际观测结果的比较 153

4.6.7　结论 156

4.7　沉积模式 156

4.7.1 干沉积模式 156

4.7.2 湿沉积模式 163

4.7.3 干亏损（清除）模式 165

4.7.4 湿亏损（清除）模式 165

4.8　AERMOD程序及算例 166

4.8.1 AERMOD程序 166

4.8.2 AERMOD输入参数 168

4.8.3 AERMOD算例 171

5　ADMS模式介绍 179

5.1　引言 179

5.1.1 ADMS模式的发展过程 179

5.1.2 ADMS模式系统组成 180

5.2　气象模块 183

5.2.1 气象输入模块 183

5.3　ADMS系统的扩散模式（浓度预测公式） 186

5.3.1 烟羽及烟团平均浓度预测模式 186

5.3.2　烟羽抬升模式 196

5.3.3　波动模块 207

5.3.4 长期平均浓度预测公式 215

5.3.5 面源、体源和线源模式 216

5.3.6 建筑物影响模式 221

5.3.7 复杂地形模块 237

5.3.8 海岸线模式热力内边界层 243

5.4　沉积模式 245

5.4.1 干沉积模式 245

5.4.2　湿沉积模式 253

5.5　化学反应模式 257

5.5.1　ADMS城市模式 257

5.5.2 放射性衰减的计算方法 260

5.6　烟羽能见度 262

5.6.1 引言 262

5.6.2　技术说明 262

5.6.3　输入条件 264

5.6.4 输出 264

参考文献 265