《污染气象学》课件:第六章0529.ppt
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- 污染气象学 污染 气象学 课件 第六 0529
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1、第六章 污染气象学的应用6.1 厂址选择与烟囱高度设计一、 厂址选择二、烟囱高度设计6.2 大气环境影响评价与空气污染研究一、建设项目大气环境影响评价二、空气污染预测预报三、全球性大气污染问题研究6.1 厂址选择与烟囱高度设计一、厂址选择 是一个复杂的综合性课题,涉及政治、经济、技术等各方面问题。 充分利用大气扩散稀释能力、防治大气污染。(一)厂址选择的重要性(一)厂址选择的重要性 厂址选择是指在相当广阔的区域内选择建厂的地区,并在地区、地点范围内从几个可供考虑的厂址方案中选择最优厂址方案的分析评价过程。厂址条件选择是项目建设条件分析的核心内容。 不仅关系到工业布局的落实、投资的地区分配、经济
2、结构、生态平衡等具有全局性、长远性的重要问题,还将直接或间接地决定着项目投产后的生产经营,直接或间接地决定着项目投产后的经济效益。厂址选择是项目投项目资决策的重要一环。 必须从国民经济和社会发展的全局出发,运用系统观点和科学方法来分析评价建厂的相关条件,正确选择建厂地址,实现资源的合理配置。 (二)厂址选择基本原则基本原则 厂址选择必须多方案比较论证,选出投资省、建设快、运营费低、具有最佳经济效益、环境效益和社会效益的厂址。、符合所在地区、城市、乡镇总体规划布局。、节约用地,不占用良田及经济效益高的土地,并符合国家现行土地管理、环境保护、水土保持等法规有关规定。 、有利于保护环境与景观,尽量远
3、离风景游览区和自然保护区,不污染水源,有利于三废处理,并符合现行环境保护法规规定。 例 发电厂厂址选择原则发电厂厂址选择原则发电厂厂址选择,应根据中长期电力规划、燃料来源、运输条件、地区自然条件、环境保护要求和建设计划等因素全面考虑。在选厂工作中,应从全局出发,正确处理相邻农业、工矿企业、城市规划、国防设施和人民生活等各方面的关系。选择发电厂厂址时应研究电网结构、电力和热力负荷、燃料供应、水源、交通、燃料及大件设备运输、环境保护要求、灰渣处理,出线走廊、地质、地震、地形、水文、气象、占地拆迁、施工以及周围工矿企业对电厂的影响等条件,拟订初步方案,通过全面的技术经济比较和经济效益分析,提出论证和
4、评价。 选择发电厂厂址场地时,应充分考虑节约用地,尽量利用非可耕地和劣地,还应注意少拆迁房屋,减少人口迁移,尽量不破坏原有森林、植被和减少土石方开挖量。选择燃煤发电厂厂址时,必须选择合适的贮灰场。贮灰场应不占或少占农田,不应占用江河、湖泊的蓄洪、行洪区,并满足环境保护的有关要求。发电厂厂址宜优先选择在环境容量较大、排放条件较好的地区。 除以热定电的热电厂外,不应在大中城市城区及近郊区新建燃煤电厂。选择发电厂厂址时,应注意发电厂与其他工业企业所排出的废气、废水、废渣的相互影响。发电厂厂址宜选择在其附近城镇或生活区按常年最小频率发电厂厂址宜选择在其附近城镇或生活区按常年最小频率风向的上风侧。风向的
5、上风侧。(三)、(三)、厂址区域的选择厂址区域的选择 选择建厂地区要考察的因素既有政治方面的,也有经济方面,有自然方面的,还有社会方面的。 1自然环境自然环境自然环境包括气候条件和生态要求两个方面。 (1)气候条件 气候在选择建厂地区时是一个重要因素。除了直接影响项目成本以外,对环境方面的影响也很重要。在厂址选择时,应从气温、湿度、日照时间、风向、降水量等方面说明气候条件。这些方面中的每一项都可以进行更详细的分析,如平均日最高气温和最低气温及日平均气温等。(2)生态要求 有些工厂可能本身并不对环境产生不利影响,但环境条件则可能严重影响着工厂的正常运行。食品厂多数为农产品加工项目,明显依赖于使用
6、的原材料,这些原材料可能由于其他因素 (如被污染的水和土壤)而降低等级。有的食品项目,用水量很大,而且对水质要求也很高,如果附近的工厂将废水排入河中,影响工厂水源的卫生质量,则该项目将受到严重损害。 2社会经济因素社会经济因素 (1) 国家政策的作用 (2)财政及法律问题 基础设施条件基础设施条件 企业的正常运行对各种基础设施条件有很强的依赖性。可利用的、发达的、多样的经济及社会基础设施是不可或缺的。项目规模也可能对建厂地区构成严重的制约。如果项目相对较大,则可能只有少数几个建厂地区能够满足项目在建设和生产期对能源、设备、劳动力、土地等的质量与数量的需要。(1)燃料动力 (2)人力资源 (3)
7、基础服务设施 (4)排污物及废物处理 (四)(四) 厂址选择厂址选择 在建厂地区基本确定后 应在可行性研究中,确定项目厂址。在可能的情况下,尽可能确定几个备选方案,然后从自然条件、基建条件、生产条件、环境保护和成本费用等方面进行综合比较论证,从中选择一个最佳的厂址方案。厂址的生态条件 (土壤、场地上的危险因素和气候等);环境影响(限制、标准、准则);社会经济条件 (限制、鼓励、要求);厂址所在地的基础设施 (现有的工业基础设施、经济和社会基础设施,关键性的项目投入物,如劳动力和燃料动力的来源情况); 战略问题 (有关将来可能的发展、供应和销售政策的战略)这些因素的重要性,随着项目的性质,拟进行
8、的土建工程种类,排污物的种类和工人人数而定。一、所需气候资料一、所需气候资料 1、风向和风速气候资料:、风向和风速气候资料: 如图是如图是风速和风向频率复合图风速和风向频率复合图,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)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)静风(风速静风(风速1.0m/s)或微风(风速为或微风(风速为12m/s)情况大气通风条件差,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,有条件还要统计静污
9、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。风持续时间。 2、大气稳定度的气象资料、大气稳定度的气象资料可根据可根据p-T法,利用已知的气象资料对当地大气稳定度进行分类,法,利用已知的气象资料对当地大气稳定度进行分类,统计出月(年、季)各稳定度频率,作出必要的图表。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、混合层高度的确定 混合层高度是影响混合物铅直扩散的重要参数混合层高度是影响混合物铅直扩散的重要参数。具体指出污染。具体指出污染物在铅直方向的扩散范围。物在铅直方向的扩散范围。混合层愈高,则污染物垂直扩散的范围越大。受太阳辐射的影混合层
10、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。响,午后混合层高度最大。 H T 早晨探空曲线 干绝热过程线 日最高地温 最大混合层高度 图 确定最大混合层高度示意图 二、长期平均浓度的估算(略)二、长期平均浓度的估算(略)在厂址选择和环境评价中,人们更关心的长期平均浓度的分布。在厂址选择和环境评价中,人们更关心的长期平均浓度的分布。气象部门提供的风向资料是按气象部门提供的风向资料是按16方位给出的,每个方位相当于方位给出的,每个方位相当于一个一个22.5的扇形。因此,可按每个扇形计算长期平均浓度。推的扇形。因此,可按每个扇形计算长期平均浓度。推导时作以下假定:导时作以
11、下假定:(1)同一扇形内各角度的风向频率相同,即在同一扇形内同一)同一扇形内各角度的风向频率相同,即在同一扇形内同一距离上,污染物浓度在距离上,污染物浓度在y方向是相等的。方向是相等的。(2)当吹某一扇形风时,全部污染物都落在这个扇形里。)当吹某一扇形风时,全部污染物都落在这个扇形里。 B O C Q 污染源 x 222exp1622zzHxuQq三、厂址选择三、厂址选择 从环保角度出发,从环保角度出发,理想的建厂位置是是污染本底值小,扩散稀释能污染本底值小,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
12、、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,但加上拟建厂贡献将超标,短期内又无法改进的也不宜建厂。贡献将超标,短期内又无法改进的也不宜建厂。2、扩散稀释能力、扩散稀释能力扩散稀释能力主要决定于该地区的气象条件和地形。扩散稀释能力主要决定于该地区的气象条件和地形。(1)风向、风速)风向、风速污染物危害的程度和受污染的时间及浓度有关,确定工厂和居民区污染物危害的程度和受污染的时间及浓度有关,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。的相对位置时要考虑风向、风速两个因素。 污染系数污染系数= 该风向的平均风速风向频率某
13、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源在污染系数最小风向的上侧。(2)温度层结)温度层结 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,最不利于扩散的是近地层逆温和上部逆温。选厂址必须注意要影响,最不利于扩散的是近地层逆温和上部逆温。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。逆温同时出现静风或微风的情况。(3)其它气象资料)其它气象资料 如降雨、云、雾等如降雨、云、
14、雾等(4)地形)地形 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试验以分析,一般应进行专门的气象观测和现场扩散实验或进行风洞试验以便对当地的扩散稀释条件做出准确评价。便对当地的扩散稀释条件做出准确评价。 高架源地面最大浓度及出现距离是最常用的公式,其作用:1. 计算源的地面最大浓度和出现位置;2. 计算最大允许排放量;3. 设计烟囱高度。2222( , ,0,)exp()exp()22yzyzqyHc x yHu 地面浓度模式:取地面浓度模式:取z z0 0代入上式,得代入上
15、式,得2222( , ,0,)exp()exp()22yzyzqyHc x yHu 地面浓度模式:取地面浓度模式:取z z0 0代入上式,得代入上式,得22( ,0,0,)exp()2zyzqHc xHu 地面轴线浓度模式:再取地面轴线浓度模式:再取y y=0=0代入上式代入上式22( ,0,0,)exp()2zyzqHc xHu 地面轴线浓度模式:再取地面轴线浓度模式:再取y y=0=0代入上式代入上式)21exp)0 ,(2222zyzyHyuQHyxq(;zyuQxq)00 , 0 ,(;dddbdbddbdbdcHxddbddbacHuQq212max2max)()()2exp()(充
16、分利用大气扩散稀释能力、防治大气污染新建厂址需进行大气环境评价。1.厂址选择需要风向、风速、稳定度、混合层高度2.厂址选择(背景浓度低、污染系数小(最小风频)、温度层结、地形)3.厂址宜选择在城镇或生活区按常年最小频率风向厂址宜选择在城镇或生活区按常年最小频率风向的上风侧。的上风侧。二、烟囱高度设计 烟囱不仅是生产工艺上为获得一定抽力的排气筒,更重要的是控制大气污染保护环境的重要设施。 烟囱高度要以适合当地气象和环境空气质量实际情况为原则,最大限度地减轻污染物落地浓度对当地造成的不利影响,并从技术、经济的合理性方面进行分析和论证,这对减轻污染和减少资金投入以及对于指导环境空气影响评价工作具有重
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