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通過不同氣象疊加預測大氣環(huán)境的影響

來源： http://www.gge6.com/ 　類別：技術文章　更新時間：2013-04-23　閱讀次

      大氣環(huán)境影響評價的目的是通過農業(yè)環(huán)境監(jiān)測儀的預測結果進行計算分析，科學、定量地解答建設項目對周圍環(huán)境空氣質量的影響程度、范圍、頻率以及環(huán)境可接受水平等問題，為項目建設和環(huán)保管理提供參考依據。大氣環(huán)境影響評價主要內容之一是通過模擬計算對各評價點進行環(huán)境空氣質量預測。目前國內外開發(fā)了眾多基于氣象、地形數(shù)據的預測模擬方法和軟件，并在國內環(huán)評中廣泛應用。利用現(xiàn)行預測模式，模擬預測大氣污染物在環(huán)境中的擴散，受污染源強、氣象條件、地形條件等諸多不確定因素影響，預測計算結果會存在較大的不確定性，如何讓預測結果更加接近實際，使評價結論更合理可信，一直是大氣環(huán)境影響評價的難題。
1 疊加分析方法
　　討論2002—2008《環(huán)境影響評價技術導則大氣環(huán)境》規(guī)定：項目建成后最終的環(huán)境影響=新增污染源預測值+現(xiàn)狀監(jiān)測值一削減污染源計算值一被取代污染源計算值。對于新建項目，項目建成后評價區(qū)內的大氣質量，是由項目排放的污染物預測結果與現(xiàn)狀監(jiān)測值直接相加而得，雖然預測結果存在誤差，但由于計算得到的濃度往往偏大，評價結果較為保守，對于保護評價區(qū)內的環(huán)境質量是有益的，也不會出現(xiàn)“負濃度”這一不符合客觀規(guī)律的情況。
      在技術改造項目中，由于對評價區(qū)的大氣質量預測采用的是現(xiàn)狀監(jiān)測值減去預測結果削減量而得到，如出現(xiàn)大氣污染物削減量非常大的情況時，則可能出現(xiàn)“負濃度”這種情況。其主要原因是目前HJ 2002—2008導則推薦的模式采用的是一年或三年逐量逐時觀測氣象數(shù)據進行預測，預測結果為長期氣象中最不利氣象條件下的預測值，而現(xiàn)狀監(jiān)測為連續(xù)5—7天的監(jiān)測值。由于預測與監(jiān)測時的污染氣象條件不同，從而導致預測值與實際監(jiān)測值出現(xiàn)較大偏差，甚至導致疊加后有的評價點濃度出現(xiàn)負值的情況。
2 不同氣象條件下預測結果
　　疊加分析下面結合實際工作，采用2002—2008導則推薦的預測模式ADMS，以某鋼鐵聯(lián)合企業(yè)技術改造項目大氣環(huán)境影響評價為例，對不同氣象條件下的預測結果作疊加分析。
2．1 ADMS模型簡介
　　ADMS模型耦合了大氣邊界層研究的最新進展，利用常規(guī)氣象要素來定艾邊界層結構，在模式計算中只需要輸人常規(guī)氣象參數(shù)，使得污染物濃度計算結果更準確、更可信，因而能更好地描述大氣擴散過程。ADMS模型與其它大型擴散模型的一個顯著區(qū)別是：使用了Moniu—Obukhov長度和邊界結構的最新理論，精確地定義邊界層特征參數(shù)。ADMS模型摒棄了Pasquil溫度分類法和高斯模式體系，采用PDF模式及小風對流模式。ADMS適用于農村或城市地區(qū)、簡單或復雜地形。
2．1．1 基本計算公式
　　 2．1．1．1 PDF模式在不穩(wěn)定條件下，對低浮力煙羽采用Weil(1984)的PDF模式計算地面濃度。
       2．1．1．2 小風對流尺度模式在不穩(wěn)定條件下，對高浮力煙羽采用Briggs(1985)的小風對流尺度模式。
       2．1．1．3 Loft模式對中性條件下的高浮力煙羽，采用Weil(1991)的Loft模式。
2．2 應用實例
2．2．1 污染源參數(shù)某西北地區(qū)鋼鐵聯(lián)合企業(yè)燒結廠技術改造，新建1套燒結煙氣脫硫裝置，技術改造前后對比：排放污染源，地形參數(shù)采用SRTM 90地形數(shù)據，精度為90 II1×90 m，項目區(qū)域地形模擬見圖1。

圖1 項目區(qū)域地形模擬圖

2．2．2 計算結果分析
(1)氣象參數(shù)采用2008—2010年三年小型氣象站的逐時逐次氣象觀測資料，各評價點的計算結果，采用長期氣象條件預測結果做疊加分析時，由于削減量較大，疊加現(xiàn)狀監(jiān)測值后，l#2#、3#點的濃度均出現(xiàn)負值情況。(2)氣象參數(shù)采用當?shù)噩F(xiàn)狀監(jiān)測期間7天的逐時逐次氣象觀測資料，各評價點的計算結果。采用現(xiàn)狀監(jiān)測期間氣象條件預測結果做疊加分析時，其預測結果與實際情況比較接近，不會因為削減量大而出現(xiàn)負值情況。(3)采用不同氣象條件的預測結果與實際監(jiān)測值的對比情況見圖2。由圖2可見，采用長期氣象條件的預測結果均大于現(xiàn)狀監(jiān)測值，而采用現(xiàn)狀監(jiān)測期間氣象條件的預測結果與現(xiàn)狀監(jiān)測值比較接近，且不會出現(xiàn)預測值大于監(jiān)測值的情況。

圖2 預測值與監(jiān)測值對比

3 結論
　　疊加長期氣象條件下的預測結果與疊加現(xiàn)狀監(jiān)測期間氣象條件下的預測結果相比較，前者由于預測結果為長期氣象條件下的最大值，一般而言，會比現(xiàn)狀監(jiān)測值要大。因此，在預測技術改造項目對評價點的環(huán)境質量時，常出現(xiàn)由于削減量大于現(xiàn)狀監(jiān)測值而導致改造后評價點出現(xiàn)負值的情況。后者由于預測采用的氣象條件與監(jiān)測時的氣象條件一致，因此預測情況與實際情況較接近，從而避免了出現(xiàn)負值的情況，提高了技術改造項目環(huán)境影響評價的可信度。