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AERMOD模型参数敏感性分析

作　者: 李传丰
导　师: 易海涛
学　校: 中冶集团建筑研究总院
专　业: 环境工程
关键词: 大气扩散模型 AERMOD模型参数敏感性
分类号: X823
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

环境影响评价制度是一项重要的环境保护制度,大气环境影响评价是环境影响评价重要组成部分,大气环境影响预测是大气环境影响评价的重要内容。它是判断拟建项目或规划项目完成后对评价区域大气环境的影响程度和范围,并由此得到建设项目或规划项目的选址、建设规模是否合理,环保措施和建设项目或规划项目是否可行的重要依据。大气环境影响预测的基本工具是大气扩散模型。主要包括：箱式模型,高斯模型,拉格朗日／欧拉模型,计算流体力学模型以及气溶胶动力学模型等,目前国际上主流的大气扩散模型大都属于高斯模型。其中之一的AERMOD (AERMIC Model)模型是美国国家环境保护局与美国气象学会组建的法规模式改善委员会(AMS/EPA Regulatory Model Improvement Committee AERMIC)在ISC3基础上开发。它是一个稳态烟羽扩散模式,可基于大气扩散边界层数据特征模拟点源、面源、体源等排放出的污染物在短期(小时平均、日平均)、长期(年平均)的浓度分布,适用于农村或城市地区、简单或复杂地形,还考虑了建筑物尾流的影响,即烟羽下洗.为便于理解模型运行的机理,本文简单介绍了AERMOD模型的算法,着重对地表气象参数、高空气象参数以及地形参数对于AERMOD运行结果的影响进行了分析。参数敏感性分析主要分为两步：第一步,判断参数的变化是否会影响AERMOD模式的运算结果,如果影响则进一步分析其敏感性,如果不影响则在接下来的研究中不予考虑。第二步,用单因子分析法进一步研究这些参数的敏感性并排序.研究结果表明,在时间、宇宙水平辐射、宇宙垂直辐射、全球水平辐射、垂直辐射、水平散射辐射、总云量、低云量、干球温度、露点温度、相对湿度、观测站地面气压、风向、风速、湿球温度、降雨量、降水类型、海平面气压、云底高度、水平能见度、当前天气、可降水量、宽带气溶胶光学厚度、雪深、距离上一次下雪的天数、小时降雨量等众多地表气象参数中,在不考虑沉降因素时,只有风向、风速、站点压力、云量以及干球温度会影响模型运算结果,参数敏感性排序为：.风速>云量>干球温度>站点压力。地形参数(反射率,波恩比,粗糙度)对于运算结果有较大影响,确定参数值时应有科学依据以及相关权威机构认证。不同土地利用类型对污染物浓度的扩散也有较大的影响,同等条件下,不同地表污染物浓度值从大到小排序：湿地>沙漠灌木区>耕地>草原>落叶林>城市>针叶林>水面,但是并没有数量级的差距。关于高空气象资料对于AERMOD模型运算结果的影响,AERMOD使用高空气象估算器和中尺度模式模拟的高空资料所得的预测结果,二者谁更精确并没有确切的证据,各有利弊。研究认为不宜强制使用中尺度模拟高空资料,应视具体情形而定。此项研究将有利于环评工作者在现有气象数据、地表数据条件下优化相关参数的筛选和利用,估算其可能带来的误差,从而使环评工作中的大气预测,更具现实意义.

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-11
第1章绪论  11-18
  1.1 引言  11
  1.2 常用大气扩散模型简介  11-14
    1.2.1 箱式模型  11-12
    1.2.2 拉格朗日模型  12
    1.2.3 计算流体力学模型  12-13
    1.2.4 高斯模型  13-14
  1.3 新一代大气扩散模型简介  14
  1.4 特殊条件下适用的模型  14-15
  1.5 我国现行法规及推荐大气扩散模型  15-16
    1.5.1 估算模式  15
    1.5.2 进一步预测模式  15-16
  1.6 选题的目的及意义  16-17
  1.7 研究内容  17-18
第2章 AERMOD模式介绍  18-30
  2.1 AERMOD模式及研究情况介绍  18-19
  2.2 AERMOD模式算法  19-30
    2.2.1 PBL垂直结构  20-22
    2.2.2 SBL与CBL算法介绍  22-26
    2.2.3 横向烟羽弯曲  26-28
    2.2.4 建筑物下洗  28
    2.2.5 城市边界层扩散  28-30
第3章参数选取及研究方法  30-32
  3.1 参数的筛选  30
  3.2 敏感性分析方法简介  30-31
  3.3 研究方法简介  31-32
第4章 AERMOD参数敏感性分析  32-66
  4.1 地表气象参数敏感性分析  32-55
    4.1.1 站点压力  35-37
    4.1.2 温度  37-38
    4.1.3 云量和风速  38-53
    4.1.5 小结  53-55
  4.2 地形参数敏感性分析  55-64
    4.2.1 不同地表类型对区域最大浓度值及其相关参数变化的影响  58
    4.2.2 地表粗糙长度参数研究  58-60
    4.2.3 正午反射率参数研究  60-61
    4.2.4 波恩比参数敏感性研究  61-62
    4.2.5 小结  62-64
  4.3 高空气象数据敏感性分析  64-66
第5章结论与展望  66-70
  5.1 结论  66-68
  5.2 展望  68-70
致谢  70-71
参考文献  71-78
个人简历在读期间发表的学术论文与研究成果  78

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