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惠州市大气污染扩散模拟研究

作　者: 李禾珍
导　师: 邹峥嵘
学　校: 中南大学
专　业: 地图学与地理信息系统
关键词: 大气污染 大气扩散模型 高斯模型 AERMOD 空间分析
分类号: X51
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


环境问题一直是科学家关注的重点,大气环境是其中一个重要的方面。大气环境污染带来的危害对人类生存和发展带来了极大的负面影响。因此,通过有效的途径来了解大气环境污染的程度是大气环境管理的重要工作内容。一般的方法是通过现场监测来获取某个点位的值,再定性的描述整个区域的空气质量状况。空气质量模型的发展使得这种定性转换为定量更为简单、便捷,它在人力、物力上都优于传统的方法。近年来,随着空气质量模型的发展出现了很多扩散模型,选择一种行之有效的模型是大气环境管理工作首要解决的问题,高斯模型的广泛使用反映了这个模型的不可替代的优越性。AERMOD是高斯模型的一种,也是我国环境保护部推荐的法规应用级模型,但是该模型的应用还有待推广。本文以工业发达的惠州市为研究区,运用AERMOD模型进行模拟,验证结果表明该模型具有可信度后,再结合GIS从不同的角度确立大气污染的空间分布特征,进行相应的污染评价与分析,结果表明：(1) AERMOD模型验证精度在春季为57.14%,冬季达64.29%,能够满足区域扩散模拟要求。(2)影响AERMOD模型精度的不确定性因素很多,其中一个重要的因素就是受点密度的大小,研究表明：不考虑地形和污染源的分布情况,从时间花销较少和精度较高的来考虑,1km*1km的格网受点比较好。(3)GIS空间分析方法能够直观的反应一个区域的污染物浓度分布状况,对AERMOD模型的输出结果进行分析时,采用不同的插值方法对于预测未知点浓度的效果不一,研究表明：在研究区域内1km*1km大小的受点密度条件下,采用克里格插值方法较好。(4)运用AERMOD模型对研究区不同季节的污染浓度结果表明：气象因素是影响污染浓度的一个重要因素,同样的污染源的区域,惠州市冬季的污染浓度要高于春季,污染物浓度受每个季节不同风速、风向的影响。(5)为了整体上把握惠州市区域污染浓度分布状况,利用AERMOD模型模拟的结果表明：研究区内中部地区的污染程度相比于其他区域要高,每个区域污染的贡献率都各不相同。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-15
  1.1 研究背景与意义  9-11
  1.2 国内外研究现状  11-13
    1.2.1 国外空气质量模型的发展  11-12
    1.2.2 国内空气质量管理模型的发展  12
    1.2.3 GIS在大气污染扩散中的应用  12-13
  1.3 本文的研究工作  13-14
  1.4 技术路线  14-15
第二章 研究区概况和数据预处理  15-20
  2.1 研究区概况  15-16
    2.1.1 自然概况  15
    2.1.2 社会经济概况  15-16
    2.1.3 能源构成与大气污染概况  16
  2.2 研究区数据获取与处理  16-20
    2.2.1 地形数据  16-17
    2.2.2 气象数据  17-18
    2.2.3 污染源数据  18-20
第三章 大气污染影响因素与扩散模型  20-35
  3.1 大气污染影响因素  20-22
    3.1.1 基本概念  20
    3.1.2 气象因素  20-22
    3.1.3 地形因素  22
  3.2 高斯扩散模型  22-27
    3.2.1 模型的选取  22-23
    3.2.2 高斯模型  23-24
    3.2.3 高斯模型相关参数的计算  24-27
  3.3 AERMOD模型  27-35
    3.3.1 模型简介  27-28
    3.3.2 AERMOD模型大气湍流和边界层的常规参数化方法  28-31
    3.3.3 AERMOD模型污染物扩散公式  31-33
    3.3.4 AERMOD模型数据要求  33-35
第四章 模型应用与结果分析  35-51
  4.1 模型精度的验证  35-36
    4.1.1 冬季监测值与模拟值的对比  35
    4.1.2 春季监测值与模拟值的对比  35-36
  4.2 污染源结果数据的不确定性分析  36-43
    4.2.1 不同插值方法的对比  37-41
    4.2.2 不同格网密度的对比  41-43
  4.3 点源模拟分析  43-46
    4.3.1 不同时间点源污染物浓度的对比分析  43-44
    4.3.2 不同区域点源污染物浓度的对比分析  44-46
  4.4 面源模拟分析  46-48
    4.4.1 不同时间面源污染物浓度的对比分析  46-47
    4.4.2 不同区域面源污染物浓度的对比分析  47-48
  4.5 点源与面源的对比  48-50
  4.6 小结  50-51
第五章 结论与展望  51-54
  5.1 结论  51-52
  5.2 建议  52
  5.3 问题与展望  52-54
参考文献  54-58
致谢  58-59
攻读硕士期间主要研究成果  59

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 环境污染及其防治 > 大气污染及其防治
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