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通過不同氣象疊加預測大氣環境的影響

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

      大氣環境影響評價的目的是通過農業環境監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境空氣質量的影響程度、范圍、頻率以及環境可接受水平等問題，為項目建設和環保管理提供參考依據。大氣環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境空氣質量預測。目前國內外開發了眾多基于氣象、地形數據的預測模擬方法和軟件，并在國內環評中廣泛應用。利用現行預測模式，模擬預測大氣污染物在環境中的擴散，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，一直是大氣環境影響評價的難題。
1 疊加分析方法
　　討論2002—2008《環境影響評價技術導則大氣環境》規定：項目建成后最終的環境影響=新增污染源預測值+現狀監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，項目建成后評價區內的大氣質量，是由項目排放的污染物預測結果與現狀監測值直接相加而得，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，對于保護評價區內的環境質量是有益的，也不會出現“負濃度”這一不符合客觀規律的情況。
      在技術改造項目中，由于對評價區的大氣質量預測采用的是現狀監測值減去預測結果削減量而得到，如出現大氣污染物削減量非常大的情況時，則可能出現“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，而現狀監測為連續5—7天的監測值。由于預測與監測時的污染氣象條件不同，從而導致預測值與實際監測值出現較大偏差，甚至導致疊加后有的評價點濃度出現負值的情況。
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，以某鋼鐵聯合企業技術改造項目大氣環境影響評價為例，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氣象參數，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。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、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 污染源參數某西北地區鋼鐵聯合企業燒結廠技術改造，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，地形參數采用SRTM 90地形數據，精度為90 II1×90 m，項目區域地形模擬見圖1。

圖1 項目區域地形模擬圖

2．2．2 計算結果分析
(1)氣象參數采用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，疊加現狀監測值后，l#2#、3#點的濃度均出現負值情況。(2)氣象參數采用當地現狀監測期間7天的逐時逐次氣象觀測資料，各評價點的計算結果。采用現狀監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負值情況。(3)采用不同氣象條件的預測結果與實際監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狀監測值，而采用現狀監測期間氣象條件的預測結果與現狀監測值比較接近，且不會出現預測值大于監測值的情況。

圖2 預測值與監測值對比

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