1、 1、教学要求 要求了解湍流扩散的基本理论，理解和掌握高斯扩散模式、烟囱高度的设计和厂址的选择。2、教学重点 掌握影响污染物稀释扩散法控制的有关条件；污染物浓度估算的高斯模式，烟囱高度的设计方法。3、教学难点 污染物稀释扩散法控制，污染物浓度估算的高斯模式。一、湍流概念简介 扩散的要素 风：平流输送为主，风大则湍流大湍流：扩散比分子扩散快105106倍1、什么是湍流？除在水平方向运动外，还会由上、下、左、右方向的乱运动，风的这种特性和摆动称为大气湍流。（有点象分子的热运动）或者说湍流是大气的无规则运动。2、湍流与扩散的关系 把湍流想象成是由许多湍涡形成的，湍涡的不规则运 动而形成它与分子运动极
2、为相似。3.湍流起因有两种形式：热力：温度垂直分布不均（不稳定）机械：垂直方向风速分布不均匀及地面粗糙度 主要阐述湍流与烟流传播及湍流与物质浓度衰减的关系 1.梯度输送理论 德国科学家菲克，在1855年发表了一篇题为“论扩散”的著名论文。在这篇论文中，他首先提出了梯度扩散理论。他把这个理论表述为：“假定食盐在其溶剂中的扩散定律与在导体中发生的热扩散相同，是十分自然的。”通过泰勒（G.I.Tayler）与菲克（A.Fick）扩散理论的类比建立起来的。菲克认为分子扩散的规律与傅立叶提出的固体中的热传导的规律类似，皆可用相同的数学方程式描述。湍流梯度输送理论进一步假定，由大气湍流引起的某物质的扩散，
3、类似于分子扩散，并可用同样的分子扩散方程描述。为了求得各种条件下某污染物的时、空分布，必须对分子扩散方程在进行扩散的大气湍流场的边界条件下求解。然而由于边界条件往往很复杂，不能求出严格的分析解，只能在特定的条件下求出近似解，再根据实际情况修正。2.湍流统计理论：泰勒(GITayler)首先应用统计学方法研究湍流扩散问题，并于1921年提出了著名的泰勒公式。湍流统计理论假定：流体中的微粒与连续流体一样，呈连续运动，微粒在进行传输和扩散时，不发生化学和生物学反应；微粒的大小和质量不计，并将微粒运动看作是相对于一定空间发生的。图4-1表示从污染源释放出的粒子，在风沿着x方向吹的湍流大气中扩散的情况。
4、假定大气湍流场是均匀、稳定的。从原点释放出的一个粒子的位置用y表示，则y随时间而变化，但其平均值为零。如果从原点放出很多粒子，则在x轴上粒子的浓度最高，浓度分布以x轴为对称轴，并符合正态分布。图4-1由湍流引起的扩散 湍流相似扩散理论，最早始于英国科学家里查森和泰勒。后来由于许多科学家的努力，特别是俄国科学家的贡献，使湍流扩散相似理论得到很大发展。湍流扩散相似理论的基本观点是，湍流由许多大小不同的湍涡所构成，大湍涡失去稳定分裂成小湍涡，同时发生了能量转移，这一过程一直进行到最小的湍涡转化为热能为止。从这一基本观点出发，利用量纲分析的理论，建立起某种统计物理量的普适函数，再找出普适函数的具体表达
5、式，从而解决湍流扩散问题。我们把这种理论称为相似扩散理论。利用这些理论进行研究时，常采用数值分析法、现场研究法和实验室模拟研究法三种方法。理论和方法的运用不可分割，应该将它们很好地结合在一起，得出与实际大气污染扩散相符合的计算模式。图a表示烟团在比它尺度小的湍涡作用下，一边随风迁移，一边受到湍涡的搅扰，边缘不断与周围空气混合，体积缓慢地膨胀，烟团内部的浓度也不断地降低。图8.3b表示烟团受到大尺度湍涡的作用。这时烟团主要被湍涡所挟带，本身增长不大。图8.3c表示烟团受到大小尺度相当的湍涡扯动变形，这是一种最强的扩散过程。在实际大气中同时存在着各种不同大小的湍涡，扩散过程是上述几种过程共同完成的
6、。一、高斯模式的有关假定 1.坐标系 坐标系取排放点（无界源、地面源或高架源排放点）在地面的投影点为原点，主风向为x轴，y轴在水平面内垂直于x轴，正方向在x轴的左侧，z轴垂直于水平面，向上为正，即右手坐标系。食指x轴；中指y轴；拇指z轴。此坐标系中，烟流中心与x轴重合或烟流在oxy平面的投影为x轴。2.四点假设 a污染物浓度在y、z方向上分布为正态分布 b全部高度风速均匀稳定 c源强是连续均匀稳定的 d扩散中污染物是守恒的（不考虑转化）高斯扩散模式的坐标系3、无无界界情情况况下下的的扩扩散散模模式式 有正态分布假设可写出浓度分布函数 22,bzayzyxeexAC 由统计理论可写出方差表达式
7、0022cdycdyyy 0022cdzcdzzz 根据假设的连续性条件可写出 cdydzuQ u上式中：上式中：平均风速；Q源强是指污染物排放速率。与空气中污染物质的浓度成正比，它是研究空气污染问题的基础数据。通常：（）瞬时点源的源强以一次释放的总量表示；（）连续点源以单位时间的释放量表示；（）连续线源以单位时间单位长度的排放量表示；（）连续面源以单位时间单位面积的排放量表示。y水平（横向）扩散参数，污染物在y方向分布的标准偏差，是距离y的函数，m；z铅直（竖向）扩散参数，污染物在z方向分布的标准偏差，是距离z的函数，m；未知量浓度c、待定函数A(x)、待定系数a、b；式、组成一方程组，四个
8、方程式有四个未知数，故方程式可解。由 查 表 或 将 式 级 数 展 开 可 得：02320042222adyeyadyedyeayayay 代 入 式：aaay2124232，221ya ；同 理 得：221zb 将、代入中，得：yzzyzyzzyyzyzyuxAuxAzdeydeuxAdzedyexAudydzeexAuQzyzyzy2222222222222222222222 其中：uQxAzy2 再将、代入式得 无界状况下，下风向任意位置的污染物浓度（g/m3）2222,22exp2zyzyzyxzyuQC 三、高架连续点源扩散模式三、高架连续点源扩散模式 高架源既考虑到地面的影响，又
9、考虑到高出地面一定高度的排放源。地面对污染物的影响很复杂，如果地面对污染物全部吸收，则式仍适用于地面以上的大气，但根据假设可认为地面就象镜子一样对污染物起全反射作用，按全反射原理，可用：“像源法”处理这类问题。可以把P点污染物浓度看成为两部分作用之和，一部分实源作用，一部分是虚源作用。见下页图：相当于位置在（0，0，H）的实源和位置在（0，0，-H）的像源，当不存在地面时在P点产生的浓度之和。（1）实源作用实源作用：由于坐标原点原选在地面上，现移到源高为H处，相当于原点上移H，即原式中的Z在新坐标系中为（Z-H）,不考虑地面的影响，则：2222122exp2zyzyHzyuQC实源 虚源 H
10、H P(x,y,z)反射区 Z+H Z-H Z 有效源高H=Hs+H（2）像源作用：源高H，P点距像源产生的烟流中心线的距离为Z+H，则：2222222exp2zyzyHzyuQC（3）P点的实际浓度为两源作用之和：222222212exp2exp2exp2zzyzyHzHzyuQCCC 即高架连续点源正态分布假设下的扩散模式。（4）高架连续点源正态分布下地面浓度扩散模式 Z=0时即得地面浓度模式：22222exp2exp,0,zyzyHyuQHyxC（5）高架连续点源正态分布下地面轴线浓度模式 222exp,0,0,zzyHuQHxC（6）高架连续点源正态分布下地面最大浓度模式及位置 y、z
11、是距离x的函数（而x是t的函数），且随x的增大而增大，在上式中zyuQ随x增大而减小，而222expzH随x的增大而 增大，两项共同作用的结果必将在某一距离x上出现最大浓度Cmax。求最大浓度利用求极值的方法，即0dxdc，作一些近于实际的 假设常数）(constzy，即y、z随x增加的倍数相同。由 02exp22zzyzzHuQddddc 得 yzeHuQC2max2 且最大浓度出现于满足下列关系的下风处：222Hz 2maxHXCXz 则风速不变时，可导出2maxeuHQc 以上模式适用于气态污染物和粒径小于10m的飘尘，对于大10m的颗粒物，由于自身的沉降作用，浓度分布将有所改变。7、倾
12、斜烟云模式在预测上述颗粒时，假设沉积和无沉积有相同的分布形式，但在整个烟云离开源以后，便以重力终端速度下降（ut）,此时，只要将高斯模式中有效源高H用()来置换即可得到倾斜烟云模式。5、地面连续点源扩散模式 令H=0 的地面连续点源扩散模式 22222exp2expzyzyzyuQC 可见地面源所造成的浓度为无界情况下浓度的2 倍。6、地面源下风向地面轴向浓度 当y=0，z=0，H=0 得：zyxueQc0,0,0,uxuHt222222,2exp2exp2exp2ztztyzyHzyxuxuHzuxuHzyuQCut t 0 x H uxt 粒径小于15m的颗粒物可按气体扩散计算 大于15m
13、的颗粒物：倾斜烟流模式 地面反射系数地面反射系数2222(1)(/)(,0,)exp()exp222tyzyza qyHv x uc x yHu 2pp18tdgv q 源强 计算或实测 平均风速 多年的风速资料 H 有效烟囱高度 、扩散参数uyz一一.烟气抬升高度的计算烟气抬升高度的计算 初始动量：初始动量：速度、内径速度、内径烟温度烟温度 浮力浮力烟气抬升烟气抬升sHHHsHH烟囱几何高度烟囱几何高度抬升高度抬升高度有效源高有效源高sHHHsHH烟囱几何高度烟囱几何高度抬升高度抬升高度有效源高有效源高 抬升高度计算式 1.Holland公式：适用于中性大气条件（稳定时减小，不稳时增加102
14、0）HollandHolland公式比较保守，特别在烟囱高、热释放率比较强的公式比较保守，特别在烟囱高、热释放率比较强的情况下情况下3ssaHs1(1.52.7)(1.59.6 10)sv DTTHDv DQTuu 抬升高度计算式（续）2.Briggs公式：适用不稳定及中性大气条件 H1 1/32/3sH1 1/32/3sH21000kW 10 =0.362 10 =1.55当时sQxHHQxuxHHQHuH1 1/31/3H3/52/5Hs6/5 3/53/5Hs21000kW 3*=0.362 3*=0.332 *=0.33当时QxxHQxuxxHQHxQHu 抬升高度计算式（续）3.我
15、国“制 订 地 方 大 气 污 染 物 排 放 标 准 的 技 术 方法”(GB/T13201-91)中的公式 12Hsa1 nn0HsHaVasHH121sH12 1 0 0 kW()3 5 K =0.3 5 1 7 0 0 kW2 1 0 0 kW1 7 0 0 =()4 0 02(1.50.0 1)0.0 4 =sQTTHn QHuTQP QTTTTQQHHHHv DQHu(1)当和时(2)当时HHsH1/43/8aH8(1 7 0 0)1 7 0 0 kW3 5 K2(1.50.0 1)=1 0 m1.5m/s d =5.5(0.0 0 9 8)dQuQTv DQHuTHQz(3)当或
16、时(4)当高 处 的 年 平 均 风 速 小 于 或 等 于时 PG曲线法PG曲线Pasquill常规气象资料估算Gifford制成图表 a稳定度级别中，A为强不稳定，B为不稳定，C为弱不稳定，D为中性，E为较稳定，F为稳定；b稳定度级别AB表示按A、B级的数据内插；c夜间定义为日落前一小时至日出后一小时；d不论何种天气状况，夜间前后各一小时算作中性，即D级稳定度；e强太阳辐射对应于碧空下的太阳高度角大于60。的条件；弱太阳辐射相当于碧空下太阳高度角为15。35。在中纬度地区，仲夏晴天的中午为强太阳辐射，寒冬晴天中午为弱太阳辐射。云量将减少太阳辐射，云量应与太阳高度一起考虑。例如，在碧空下应是
17、强太阳辐射，在有碎中云(云量610到910)时，要减到中等太阳辐射，在碎低云时减到弱辐射；PG曲线的应用 根据常规资料确定稳定度级别 PG曲线的应用 利用扩散曲线确定 和yz PG曲线的应用 地面最大浓度估算Hmax|2czx xzHzxmaxcxyxmaxC由由和和由由曲曲线线（图图4-5）反反查查出出由由曲曲线线（图图4 4-4 4）查查由由式式（4 4-1 10 0）求求出出yHmax|2czx xzHzxmaxcxyxmaxC由由和和由由曲曲线线（图图4-5）反反查查出出由由曲曲线线（图图4 4-4 4）查查由由式式（4 4-1 10 0）求求出出y 例42某石油精炼厂自平均有效源高6
18、0 m处排放的SO2量为80 gs，有效源高处的平均风速为6 ms，试估算冬季阴天正下风向距离烟囱500 m处地面上的SO2浓度。解：在阴天大气条件下，稳定度为D级，由表44查得，在x=500 m处，y=35.3 m，z=18.1 m。把数据代人式(49)中得到 稳定度分类方法 改进的PT法 太阳高度角太阳高度角 （式（式4-29，地理纬度，倾角），地理纬度，倾角）辐射等级辐射等级 稳定度稳定度 云量云量（加地面风速）（加地面风速）扩散参数的选取 扩散参数的表达式为（取样时间0.5h，按表4-8查算）平原地区和城市远郊区，D、E、F向不稳定方向提半级 工业区和城市中心区，C提至B级，D、E、F
19、向不稳定方向提一级 丘陵山区的农村或城市，同工业区 取样时间大于0.5h，不变，1221,aayzxx2121()qyyz 例43 在例41的条件下，当烟气排出的SO2速率为150 gs时，试计算阴天的白天SO2的最大着地浓度及其出现的距离。解：(1)确定大气稳定度：根据题设，阴天的白天为D级。根据扩散参数的选取方法，城区中的点源，D级向不稳定方向提一级，则应为C级。(2)计算最大着地浓度：由例41计算结果，有效源高H=304.9 m，由式(411)求得出现最大着地浓度时的垂直扩散参数：例44 某工厂位于城市远郊区，锅炉烟囱高度为85 m，出口内径4 m，烟气出口温度140，烟气流量为244
20、800 m3/h，SO2排放率为50 gs。烟囱出口高度处平均风速为4.0m/s，当地大气压力为813 hPa，环境气温为20。试计算7月15日晴天12时的地面轴线浓度分布情况，计算范围从距烟囱500 m起，间隔500 m，计算到下风向4 000 m止(当地纬度=24。30，经度=102。20)。解：(1)计算烟气抬升高度和有效源高：由式(423)计算烟气热释放率：晴天可认为总云量和低云量皆小于4，查表45，确定太阳辐射等级为+3。估计距地面l0 m高处的风速，利用式(323)和表33(80页)反算出u=2.9ms。查表46，大气稳定度应为AB级，本题取B级。(3)浓度估算：先对扩散参数修正，
21、根据国家标准规定，对于城市远郊区平坦地区，B级稳定度的扩散参数仍取B级时的值。按表48中的幂函数计算(或近似查表44)，不同下风距离处扩散参数y和z的数值如下：主要指气象条件与高斯模式不一样（温度层结构均一，实际中难以实现）封闭型扩散模式相当于两镜面之间无穷次全反射实源和无穷多个虚源贡献之和 n为反射次数，在地面和逆面实源在两个镜子里分别形成n个像22(2)exp2zyzqHnDCu 计算简化：1.当当（尚尚未未到到封封闭闭阶阶段段）（烟烟流流半半宽宽度度）查查PG曲曲线线4-9式式计计算算 地地面面轴轴线线浓浓度度Dxx2.15zDHDx1.当当（尚尚未未到到封封闭闭阶阶段段）（烟烟流流半半
22、宽宽度度）查查PG曲曲线线4-9式式计计算算 地地面面轴轴线线浓浓度度Dxx2.15zDHDx011d1DzDD2.当当，z z向浓度混合均匀，向浓度混合均匀，z z分布函数为分布函数为D2xx22(,)exp()22yyqyc x yuD011d1DzDD2.当当，z z向浓度混合均匀，向浓度混合均匀，z z分布函数为分布函数为D2xx22(,)exp()22yyqyc x yuD2.当当，z z向浓度混合均匀，向浓度混合均匀，z z分布函数为分布函数为D2xx22(,)exp()22yyqyc x yuDDD2xxx3.DxxD2xx内插（假定变化为线性），按内插（假定变化为线性），按z值
23、插值值插值DD2xxx3.DxxD2xx内插（假定变化为线性），按内插（假定变化为线性），按z值插值值插值 例45 某电厂烟囱有效高度为150 m，SO2的排放量为151 g/s，在夏季晴朗的下午，地面风速为4 m/s。由于上部锋面逆温将使垂直混合限制在1.5 km以内。试估算正下风向3 km、11 km和8km处的SO2浓度。解：夏季晴朗的下午，太阳辐射为强辐射，在地面风速为4m/s时，由表43查得大气稳定度为B级。由式(433)有 由表48中幂函数反算出xD=4 967 m。当x=3 km 4 45 5o o）22L2(,0,)exp()exp()d22zyyzqHyx yHyu 2L22
24、(,0,0,)exp()22sinzzqHxHu无无限限长长线线源源风风向向和和线线源源不不垂垂直直时时（交交角角 4 45 5o o）22L2(,0,)exp()exp()d22zyyzqHyx yHyu 2L22(,0,0,)exp()22sinzzqHxHu2122L21(,0,0,)exp()exp()d2222PPzzqHPxHPu有有限限长长线线源源2122L21(,0,0,)exp()exp()d2222PPzzqHPxHPu有有限限长长线线源源 例例47 在阴天情况下，风向与公路垂直，平均风速为在阴天情况下，风向与公路垂直，平均风速为4 m/s，最大交通量为，最大交通量为8 0
25、00辆辆/h。车辆平均速度为。车辆平均速度为64 km/h，每辆车排放每辆车排放CO量为量为210-2g/s，试求距公路下风向，试求距公路下风向300 m处的处的CO浓度。浓度。2.面源扩散模式 大气排放规范里：在一定区域范围内，以低矮密集的方式自大气排放规范里：在一定区域范围内，以低矮密集的方式自地面或近地面的高度排放污染物的源，如工艺过程中的无组地面或近地面的高度排放污染物的源，如工艺过程中的无组织排放、储存堆、渣场等排放源。织排放、储存堆、渣场等排放源。简简化化为为点点源源的的面面源源模模式式简简化化为为点点源源的的面面源源模模式式 2.面源扩散模式（续）假定：(1)每一面源单元的污染物
26、排放量集中在该单元的形心上；(2)面源单元形心的上风向距离x0处有一虚拟点源，它在面源单元中心线处产生的烟流宽度()等于面源单元宽度W；(3)面源单元在下风向造成的浓度可用虚拟点源在下风向造成的同样的浓度所代替。0024.30yy12222200000001/1/000121(,0,)exp2()()()(),4.32.15(),()yyzzyyzzyzyzyzqyHx yHuWHxx 山区流场由于受到复杂地形的热力和动力因子影响，流场均匀和定常的假定难以成立 对风向稳定、研究尺度不大、地形较为开阔及起伏不大的地区，浓度基本上遵循正态分布规律，只是扩散参数比平原地区大很多，向不稳定方向提级。6
27、 烟囱高度的设计烟囱高度的设计 烟囱不单是一排气装置，也是控制空气污染、保护环烟囱不单是一排气装置，也是控制空气污染、保护环境的重要设备。烟囱高度、出口直径、喷出速度等工境的重要设备。烟囱高度、出口直径、喷出速度等工艺参数应满足减少对地面污染的需要。增加烟囱高度艺参数应满足减少对地面污染的需要。增加烟囱高度可以减轻污染源对局部地区的污染，大体上可以减轻污染源对局部地区的污染，大体上C地 面地 面1/H2，但超过一定高度后再增加高度，对地面浓度，但超过一定高度后再增加高度，对地面浓度的影响甚微，而烟囱的造价却随高度增加而急剧增大的影响甚微，而烟囱的造价却随高度增加而急剧增大（烟囱的造价（烟囱的造
28、价H2），所以并不是烟囱愈高愈好。所以并不是烟囱愈高愈好。设设计烟囱高度的基本原则计烟囱高度的基本原则是既要保证排放物造成的地面是既要保证排放物造成的地面最大浓度或地面绝对最大浓度不超过国家大气质量标最大浓度或地面绝对最大浓度不超过国家大气质量标准，又应做到投资最省。准，又应做到投资最省。烟囱高度的计算分为：精确计算法；简化计算法。烟囱高度一般按锥型扩散正态分布模式导出的简化公式计算，据对地面浓度要求不同，有两种计算法方法：（一）保证地面最大浓度不超过允许浓度的计算方法（二）保证地面绝对最大浓度不超过允许浓度的计算方法。1.按地面最大浓度的计算方法以地面最大浓度不超过规定为依据，保证地面最大浓
29、度不超过允许浓度的计算公式由地面最大浓度模式yzeHuQC2max2 及 HHHS，可导出烟囱高度HCueQHyzSmax2 一般地面最大浓度不应超过最大允许浓度值C0（标准浓度），设本底浓度为Cb，又为考虑今后的发展有一余地，于是Ck值为 2.按地面绝对最大浓度计算maxCu（4-10）max(321)HHC出出现现极极大大值值maxCu（4-10）max(321)HHC出出现现极极大大值值1BHu（代入sBHHu2maxcsd0dCBuHu（危危险险风风速速危危险险风风速速）1BHu（代入sBHHu2maxcsd0dCBuHu（危危险险风风速速危危险险风风速速）此 时sc2BHHHuabs
30、m2ssc()2e2ezzyyqqCH BH u代代 入入 下下 式式 可可 得得sc02e()zybqHucc此 时sc2BHHHuabsm2ssc()2e2ezzyyqqCH BH u代代 入入 下下 式式 可可 得得sc02e()zybqHucc3.根据一定保证率计算烟囱高度由地面最大浓度计算法HS较矮，当u时，地面浓度超标；由地面绝对最大浓度计算法HS较高，无论u多大，地面浓度不超标，但烟囱造价高。在确定保证率后，、稳定度取一定值后代入上述公式，可得某一保证率的气象条件下的烟囱高度，较前面较合理。4.根据点源烟尘允许排放率设计（P值法计算烟囱高度）根据“指定大气污染物排放标准的技术方法
31、”GB/T13201-91中规定的点源烟尘允许排放率计算式：式中：Qe烟尘允许排放速率，t/h；Pe烟尘排放控制系数，t/(hm2)；H有效源高，m。由此得烟囱高度为：6210HPQeeHPQHees610 二、烟囱设计中的若干问题1.分析拟建厂地区可能产生的烟型及频率，正确选用烟囱分析拟建厂地区可能产生的烟型及频率，正确选用烟囱高度计算公式高度计算公式。烟型不同产生的地面最大浓度不同，烟囱高度的计算公式不同，因此确定烟型很重要。常用两种方法：1）选用最不利的烟型相应的烟囱高度计算公式；2）选择保证一定的地面最大浓度出现频率和持续时间的烟型及相应的烟囱高度计算公式。2.抬升公式很多，用何公式应
32、按具体情况而定，一般选我抬升公式很多，用何公式应按具体情况而定，一般选我国公式国公式3.公式中与气象有关的参数取值有两种方法公式中与气象有关的参数取值有两种方法：取多年平均值；取某一保障频率的值：如已知3m/s的频率为80%，取3m/s可保证有80%不超标，而地面平均最大浓度可能比规定标准更低。（4）其其它它考考虑虑 Hs为周围建筑物的1.52.5倍（避免建筑物背风面湍流影响）；烟气出口速度Vs应为2030m/s，并5.1uVs（避免下沉现象）；分散的烟囱不利于抬升，当需要几个烟囱时，尽量采用多筒集合式烟囱。厂址选择和烟囱设计是一复杂的综合性很强的问题，必须统观多种因素，才能得到较合理的方案。
33、（5）烟烟囱囱出出口口直直径径D的的计计算算 公式：svVQD4 其中：Qv烟气排放量，m/s；Vs烟气出口速度，m/s。一、选择厂址所需的气候资料一、选择厂址所需的气候资料 气候资料气候资料是指气象资料的常年统计形式。1、风向和风速气候资料：为了一目了然，常把风资料画成风玫瑰图。图a是风向玫瑰图；图b风速玫瑰图是各个风向的平均风速绝对值。图c是风速和风向频率复合图，该图矢线长度代表风向频率大小，矢线末端的风速羽代表平均风速，每一羽可表示0.5或1.0m/s。风向（风速）玫瑰图风向（风速）玫瑰图：在8个或16个方向上给出风向（风速）的相对频率或绝对值，用线段表示，连接各端点即成。风玫瑰图可按多
34、年（5-10年或更长）的平均值作；也可按某月或某季的多年平均值作，山区地形复杂，风向、风速随地形和高度而变，可做出不同地点和高度的风玫瑰图。静风（风速0.5m/s）或微风（风速为0.51.5m/s）情况大气通风条件差，容易引起高浓度污染，尤其是长时间静风会使污染物大量积累，引起严重污染。因此，在空气污染分析中不仅应统计静风频率，有条件还要统计静风持续时间。图a 风向玫瑰图 图b 风速玫瑰图 NW N NE E S SE SW W S SE E SW W NW N NE 图 c 风 速 和 风 向 频 率 复 合 图 2.大气稳定度的气象资料 一般气象台没有近地层大气逆温层结的详细资料，但可据p
35、asquill或我们废气排放制定标准中规定的方法。利用已知的气象资料进行分类，统计出月（年、季）各稳定度频率，作出必要的图表。3.混合层高度的确定 混合层高度是影响混合物铅直扩散的重要参数。由于温度层结的昼夜变化，混合层高度也随时间变化。混合层高度可看作气块作干绝热上升运动的上限高度，具体地指出污染物在铅直方向的扩散范围。（即：干绝热递减率上限高度。混合层愈高，则污染物垂直扩散的范围越大。）受太阳辐射的影响，午后混合层高度最大，在温度高度图上，从下午最大地面温度作干绝热线，与早晨温度探空曲线的交点高度为午后混合层高度，即最大混合层高度。见下页图示。H T 早晨探空曲线 干绝热过程线 日最高地温
36、 最大混合层高度 图 确定最大混合层高度示意图 二二、厂址选择、厂址选择 从环境保护角度出发，理想的建厂位置理想的建厂位置是污染本底值最小，扩散稀释能力强，排出的污染物被输送到城市或居民区的可能性最小的地方。1、本底浓度本底浓度超标的地区不宜建厂，本底浓度虽未超标，但加上拟建厂贡献，短期内又无法改进的也不宜建厂，应选择本底浓度小的地区建厂。2、风向、风速污染物危害的程度和受污染的时间及浓度有关，所以居住区、作物生长区都希望能设在受污染时间短、污染浓度低的位置，因而确定工厂和居民区的相对位置时要考虑风向、风速两个因素。污染系数表示风向、风速综合作用对空气污染物扩散影响程度。其表达式为：污染系数=
37、该风向的平均风速风向频率某风向污染系数小，表示该风向吹来的风所造成的污染小，因此污染源可布置在污染系数最小风向的上侧。3.温度层结由于一般污染物扩散是在距地面几百米高范围内进行的，所以离地面几百米范围内的大气稳定度对污染物的扩散稀释过程有重要影响，选厂址必须注意收集逆温层的强度、厚度、出现频率和持续时间等资料，要特别注意逆温同时出现静风或微风的情况。大型工厂：若排烟有效烟囱高度能突破经常出现的逆温层高度而在逆温层以上扩散，对防止污染有利，若逆温层出现在烟囱有效高度上部，往往易造成污染。中小工厂：距地面200300米以下的逆温层是不利的条件。其它气象资料：如降雨、云、雾等。4.地形（山谷风、海陆风）地形对空气污染的影响很复杂，在复杂地形建厂，必须作具体分析，一般应进行专门的气象观测和现场扩散实验或进行风洞模拟试验以便对当地的扩散稀释条件做出准确评价。1.湍流扩散的基本理论 2.污染物浓度的估算方法 3.非点源污染物浓度估算模式 4.特殊情况下的扩散模式 5.烟囱高度的设计 6.厂址的选择 作业题P115116 2.4.6.8
