大气环境影响评价技术方法(中国环境科学研究院)

大气环境影响评价技术方法柴发合中国环境科学研究院[e-mail]010-84915164大气环境现状调查与评价大纲要求1.熟悉大气污染源的分类2.掌握现场实测法、物料衡算法、经验估算法等大气污染源调查方法的应用3.熟悉气象台（站）的常规气象资料的统计应用及与现场观测资料相关性分析的方法4.熟悉风场的含义及风玫瑰图的使用5.掌握P－T大气稳定度判别方法6.熟悉常见的不利气象条件及其特点7.熟悉联合频率的含义和应用8.熟悉污染气象调查分析方法9.掌握大气环境质量现状监测的布点方法10.熟悉大气质量现状监测数据统计和分析的方法11.掌握采用单项质量指数法进行大气环境质量现状评价的方法大气污染源的分类大气污染源按几何形状分按排放时间分按排放形式分按几何高度分点源面源线源体源连续源瞬时源间歇源有组织排放源无组织排放源高架源地面源大气污染源调查方法-现场实测法Qi－i类污染物排放源强（kg/h)QN－废气体积（标态）流量（m3/h)Ci－废气中污染物的实测浓度（mg/m3)610iNiCQC大气污染源调查方法-物料衡算法∑G投入＝∑G产品＋∑G流失∑G投入－投入物料量总和∑G产品－所得产品量总和∑G流失－物料和产品流失量总和大气污染源调查方法-经验估算法对于一些特征污染物的排放量可依据一些经验公式和单位产品排放系数来计算气象台（站）常规气象资料的统计应用及与现场观测资料相关性分析的方法技术导则相关要求气候区划分及其主要气候参数地面常规气象资料的统计分析，包括风场，风玫瑰，温度场，大气稳定度、风向、风速、稳定度联合概率分布大气扩散参数大气边界层风场和温度场特征，重点是逆温特征和风速随高度的变化。对于二、三级评价，至少应包括风玫瑰和联合频率气象台（站）的常规气象资料的统计应用P41判断气象资料的使用价值：根据地理环境条件（位置、地形、地貌、土地利用）差异确定；地理条件基本一致时：一、二级评价项目，大气稳定度和探空资料可直接用；地理条件差异明显时：相关分析（分量回归法）后方可考虑使用；三级评价项目：直接使用距离最近的气象台（站）资料。常规气象资料不能满足时，进行污染气象现场观测。常规与现场观测资料相关性分析的方法P41分量回归法：将两地同一时间风矢量投影在X（E-W向）和Y（N-S向）轴上；分别计算X、Y方向速度分量的相关，确定相关系数r（一级r≥0.45,二级r≥0.35）。通过短期资料订正得到评价区的长期气象资料评价区只有短期气象观测资料，而评价区外气象站的长期资料通过用评价区的短期资料对对区外气象站的长期资料进行订正而得到可用于项目环评的长期气象资料订正方法：－风速：差值法、比值法、回归法－风向：全概率法对常规气象资料要求1.建设项目所在地附近台站现有常规气象资料的采用原则：根据地理条件差异性确定。2.常规气象资料调查时间：一级最近三年；二、三级最近一年；风场的含义(P41)空气的水平运动成为风。风是矢量：风速指空气在单位时间内移动的水平距离，m/s；风向指风的来向，用16个方位表示。风频：吹某一风向的风的次数，占总的观测统计次数的百分比，称为该风向的风频。风场：风向、风速、风频、空间分布。风频161''ncnnnfffg风玫瑰图的使用(P42)风玫瑰图：统计收集的地面气象资料中16个风向出现的频率，然后在极坐标中按16个风向标出其频率的大小联结而成的图。风玫瑰图主要用于了解主要污染方向及各方位受污染的几率。主导风下风向受污染程度最重。大气稳定度和烟羽行为P－T大气稳定度判别方法(P48)P-T法根据地面风速（U10）、日照量和云量把大气稳定度分为六类。P-T大气稳定度判别方法：1.计算太阳高度角h02.根据h0和总云量/低云量查表3-6（P47）确定太阳辐射等级数。3.根据地面风速和太阳辐射等级数查表3-7（P48）确定大气稳定度的等级。常见的不利气象条件及其特点（P52&导则P39）不利气象条件指熏烟状态以及对环境敏感区或关心点易造成严重污染的风向、风速、稳定度和混合层高度等条件（也称典型气象条件）。特点：不利的气象条件对于大气环境质量的影响较一般气象条件严重。平坦地形包括静风、小风，逆温、熏烟等；复杂地形还包括山谷风、海陆风、过山气流、热岛环流等。逆温对扩散的影响联合频率的含义和应用（P51）联合频率是指由风向、风速、大气稳定度构成的组合频率。即统计不同风速、风向和大气稳定度出现的几率。风向取16个方位和静风，稳定度从不稳定－中性－稳定分为3类，分别以A、B、C、D、E、F表示，风速分为5档（0.5~1.5、1.6~2.5、2.6~3.5、3.6~4.5、4.5。联合频率的应用：用于确定某点位受风速、风向、大气稳定度共同影响的几率。模式输入的需要。污染气象观测方法（P42）在当常规气象资料不能满足评价工作哟需要时，应当进行污染气象现场观测。大气边界层风向风速廓线：气球单（双）经纬仪测风或雷达；气象塔测风仪。大气扩散参数：双向、三向风标；粒子轨迹法（等容、平衡气球）；激光遥测；光学轮廓法（立体、平面摄影）。大气边界层温度廓线：低空探空仪；气象塔测温仪。烟气抬升：光学轮廓法；激光遥测。大气环境质量现状监测的布点方法（P53）监测布点通常采用环境功能区为主兼顾均布性、主导风结合均匀性的原则。在一些较特殊的环评项目和大气扩散实验中，还采用网络布店法、同心圆多方位布点、扇形布点法、配对布点法、功能区布点法等方法。主导风下风向、保护目标要布点，监测布点图一般应附风玫瑰图。大气质量现状监测数据统计方法（P54）监测数据的统计：（1）判断和处理异常值：剔除失控数据；未检出值以分析方法最小检出限的一半代之；核实对统计结果影响大的极值，剔除异常值。（2）计算数据的集中趋势和离散指标：浓度范围、日均浓度及其波动范围、季（监测期）日均浓度值、一次及日均值的超标率、最大污染时日等。（3）统计均值：算术均值法和几何均值法。（4）观测值的期望值与不确定度：用算术平均值及相应的置信区间表示。大气质量现状监测数据分析方法（P55）监测数据的分析：（1）污染物浓度时空分布特征分析：时间序列：周期性时间序列（一昼夜、一周、一月、一季等），从周期性分析浓度随时间的变化规律。空间分布：浓度等值线图表示浓度空间分布的特征。（2）污染物浓度与气象条件的相关分析：对污染物浓度和气象要素进行同步监测后，分析污染物浓度与大气层结、风向、风速、湿度、气压等气象因素的相关关系。单项质量指数法是在对大气环境现状监测结果进行必要的统计和分析后，进行大气环境质量现状评价的一种方法。其中Ci---第i种污染物的监测值COi---第i种污染物评价质量标准限值Ii---≤≥第i种污染物质量指数。Ii≤1，清洁；Ii≥1，污染单项质量指数法进行大气环境质量现状评价的方法（P55）OiiCCiI环境影响预测与评价熟悉大气环境影响的预测方法掌握按排放特征、地形条件等正确选用相关模式的方法掌握有风点源正态烟羽扩散模式的运用掌握台升高度的计算方法掌握地面轴线及最大落地浓度计算熟悉小凤、静风扩散模式和熏烟模式的运用了解颗粒物扩散模式的运用熟悉线源和面源模式的运用熟悉日均浓度计算方法和长期浓度计算熟悉卫生防护距离的估算方法大气环境影响的预测方法什么是大气环境影响预测：正确推断各种条件下污染物浓度分布及其随时间的变化通常的预测方法：模式计算（预测）法大气扩散模型：以大气扩散理论和实验研究结果为基础，将污染源、气象条件、下垫面及污染物在大气中的化学过程模式化，用于描述污染物在大气中输送、扩散和转化的数学模式。环评实践中最常用的是正态（高斯）模型高斯扩散模型假设条件：污染物在空间的概率密度呈正态分布。特点：解析表达式、简单直观、易于掌握和应用限定情景：流场定常，不随时间变化，空间均匀，适用范围在下风10km以内。影响预测的目的①项目建成后对大气环境质量影响的程度和范围②比较各种方案（包括选址）对大气环境质量的影响③给出各类或各个污染源对评价区污染物浓度的贡献④优化城市或区域污染源布局预测内容及结果的表述①代表性气象条件下的最大落地浓度及离源距离②不利气象条件下的大气环境影响程度及浓度分布③对保护目标或环境敏感点的影响④项目对评价区环境质量变化的影响⑤估算总量控制指标⑥计算卫生防护距离按排放特征、地形条件等正确选用相关模式的方法连续点源扩散：高斯烟羽模式相对烟团扩散：烟团模式点源、面源、体源、线源采用相应模式地形：平原－平坦地形扩散模式复杂地形－复杂地形扩散模式山地－山区地形修正模式法规模型（导则模型）有风点源正态烟羽扩散模型212121212212222222222222121112121/2112/121/1222222)(2)(22121)exp()0,0,()exp()exp()0,,())exp())(exp(exp(),,(eHPHXcxcyxczyxceemPUHeQmHUQHyUQHzHzyUQezezyzeyzyzezeyzy稳定度与污染物浓度非常不稳定稍不稳定不稳定稳定度与污染物浓度（续）稳定比较稳定中性高斯烟羽模型大气扩散参数静小风模式GQyxcL21022/3)2(2)0,,(2202201222eHYXsseeGsU2/2/2201221dtests2/22101UXS熏烟模式8//)()()exp(2222HHhPPczyfzefyUhQfyfyffdtePtP2/221熏烟的形成清晨伴随着辐射逆温自下而上消退到烟流顶部时的污染状况3210)22.399.0exp(186.44/)2(dZdKKUcAhHhAxhHhccpofffff熏烟模式（续）海岸线熏烟的形成当风由水面吹向陆地时，来自水面上的稳定空气被较暖的陆地表面加热后，形成自岸边向陆地逐渐增厚的混合层（即热内边界层），当处于稳定大气中的烟羽进入这一混合层后，就会产生熏烟现象。海岸线熏烟模式海岸线熏烟模式（续）PYUhQcyfyfff222exp25.0/210cfLUUfLXTh10103.1151.2ZnUUaasaaafasffayfXXX111/1011015.0102cfLzeLXTUUPH非正常排放模式（有风）1222222expGHYUQczeyzy11xXxXUtXUTUtXUtxxGTtTt非正常排放模式（小风和静风）2022012/332GQAc2121122212211211222112121221exp1exp112121exp1AtAATtAAAATtAAtAAAtAAAAtAAG2012220110221eHYXA面源扩散模型)exp()exp()0,,(2202202)(2)(zeyzyHxxyxxUQyxc点源后退法