环境质量评价学05-1.ppt

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1、环境质量评价与系统分析环境质量评价与系统分析（五）（五）主讲：冯流主讲：冯流五、大气质量模型五、大气质量模型1 1 大气污染物扩散气象学大气污染物扩散气象学1.1 1.1 主要气象要素主要气象要素气温气温表示大气温度高低的物理量表示大气温度高低的物理量反映一定条件下空气分子的平均动能大小反映一定条件下空气分子的平均动能大小通常指通常指距地面距地面1.51.5m m高处高处百叶箱中的空气温度百叶箱中的空气温度2022/12/212气压气压指指大气的大气的压强（单位：压强（单位：Pa或或mb）1mb=100Pa=1hPa1atm101325Pa1013.25mb=760mmHg气湿气湿表示大气中表

2、示大气中水汽含量水汽含量的物理量的物理量通通常常用用水水蒸蒸气气分分压压或或单单位位湿湿空空气气水水蒸蒸气气含含量量表表示示，如如绝绝对对湿湿度度、相相对对湿湿度度、含含湿湿量量、水水气气体体积积分分数数和和露点露点等等2022/12/213风风空气的水平运动，风为矢量，具有空气的水平运动，风为矢量，具有大小大小和和方向方向风向风向：风的来向（：风的来向（16个方位圆周等分）个方位圆周等分）风风速速：单单位位时时间间内内空空气气在在水水平平方方向向运运动动的的距距离离（通通常常指指一定时间如一定时间如2或或10min的平均值）的平均值）2022/12/214F F风力级（风力级（0 01212

3、级）级）(km/h)云云云云是是飘飘浮浮在在空空中中的的水水汽汽凝凝结结物物，由由大大量量小小水水滴滴或或小小冰晶或两者混合物组成冰晶或两者混合物组成云高和云量对污染物扩散具有重要意义云高和云量对污染物扩散具有重要意义云云高高：云云底底距距离离地地面面高高度度，根根据据云云高高，可可将将其其划划分分为为低低云云（2500m以以 下下）、中中 云云（25005000m）、高高 云云（5000m以以上）上）云云量量：天天空空被被云云遮遮蔽蔽的的成成数数（我我国国1010份份，国国外外8 8份份），有有总云量总云量和和低云量低云量两种指标（记录：总云量两种指标（记录：总云量/低云量）低云量）2022

4、/12/2152022/12/216高云（高云（5000m以上）以上）中云（中云（2500-5000m）低云（低云（2500m以下）以下）1.2 1.2 大气层垂直结构大气层垂直结构大大气气层层垂垂直直结结构构：气气象象要要素素如如气气温温、气气压压、大大气气密密度、大气成分等的垂直分布度、大气成分等的垂直分布基基于于气气温温的的垂垂直直分分布布，大大气气圈圈可可分分为为五五层层：对对流流层层、平流层、中间层、暖层、逸散层平流层、中间层、暖层、逸散层2022/12/217大大气气边边界界层层：受受下下垫垫面面影影响响的的低低层层大大气气，厚厚度度约约12km，也称为行星边界层，也称为行星边界层

5、近地层（摩擦边界层）近地层（摩擦边界层）：下垫面以上：下垫面以上100m左右的一层大气左右的一层大气过渡区过渡区：近地层到大气边界层顶的一层大气：近地层到大气边界层顶的一层大气大大气气边边界界层层是是大大气气污污染染物物运运动的主要场所动的主要场所2022/12/2181.3 1.3 大气边界层的温度场大气边界层的温度场1.3.11.3.1 气温的垂直变化气温的垂直变化大气的绝热过程大气的绝热过程大大气气的的绝绝热热过过程程：大大气气中中气气块块作作垂垂直直运运动动时时与与周周围围空气不发生热交换的状态变化过程空气不发生热交换的状态变化过程 PoissonPoisson方方程程：描描述述绝绝热

6、热运运动动气气块块初初态态与与终终态态之之间间的的关关系系2022/12/219实实际际环环境境中中，完完全全绝绝热热的的过过程程是是没没有有的的，但但干干空空气气块块以以及及未未饱饱和和的的湿湿空空气气块块的的垂垂直直运运动动可可近近似似看看作绝热过程作绝热过程干绝热直减率干绝热直减率干干绝绝热热直直减减率率：干干气气块块绝绝热热上上升升或或下下降降单单位位高高度度(通通 常常 100m)的的 温温 度度 变变 化化 量量，用用 d表表 示示，单单 位位K/100m2022/12/2110位温位温位位温温：干干气气块块绝绝热热上上升升或或下下降降到到标标准准气气压压处处所所具具有的温度，以有

7、的温度，以 表示表示位温比瞬时气温更能代表气块的热力学状态位温比瞬时气温更能代表气块的热力学状态干干空空气气块块作作绝绝热热升升降降运运动动时时，其其瞬瞬时时气气温温是是不不断断变变化化的的，但其位温是不变的但其位温是不变的2022/12/2111气温的垂直分布气温的垂直分布气气温温直直减减率率：单单位位高高度度（通通常常取取100m）的的气气温温变变化化值，以值，以表示，单位表示，单位K/100m温度层结温度层结：气温沿垂直高度的分布：气温沿垂直高度的分布2022/12/21121.3.21.3.2 大气稳定度大气稳定度稳定度概念稳定度概念大大气气稳稳定定度度：大大气气在在垂垂直直方方向向上

8、上稳稳定定的的程程度度，反反映映其是否容易发生对流其是否容易发生对流不稳定条件有利于污染物扩散不稳定条件有利于污染物扩散2022/12/2113稳定度判据稳定度判据利用利用气温直减率气温直减率和和干绝热直减率干绝热直减率判断判断利用利用位温梯度位温梯度进行判别进行判别2022/12/2114Pasquill稳定度分级稳定度分级六六类类：强强不不稳稳定定（A）、不不稳稳定定（B）、弱弱不不稳稳定定（C）、中性（）、中性（D）、较稳定（）、较稳定（E）和稳定（）和稳定（F）2022/12/2115稳定度稳定度太阳辐射等级太阳辐射等级太阳高度角太阳高度角云量云量地面风速地面风速2022/12/211

9、6h0为为太太阳阳高高度度角角，deg；为为当当地地地地理理纬纬度度，deg；为为当当地地地地理理经经度度，deg；t为为观观察察时时的的北北京京时时间间（24小小时时制制）；为为太阳倾角，太阳倾角，deg dn为一年中的日期序数，为一年中的日期序数，0，1，2，3642022/12/2117云量，云量，1/10太阳辐射等级数太阳辐射等级数总云量总云量/低云量低云量夜间夜间h0 15 15h0 35 35h0 65 h0 35 4/4 2 1+1+2+357/4 10+1+2+3 8/4 100+1+1 5/570000+1 8/800000大气稳定度的等级大气稳定度的等级地面风速地面风速（m

10、/s）太阳辐射等级太阳辐射等级+3+2+10 1 2 1.9AABBDEF22.9ABBCDEF34.9BBCCDDE55.9CCDDDDD 6DDDDDD1.3.3 1.3.3 逆温逆温逆温逆温：大气温度随高度增加而升高的现象：大气温度随高度增加而升高的现象强稳定的大气层结，不利于污染物的扩散强稳定的大气层结，不利于污染物的扩散辐射逆温辐射逆温2022/12/2118地面强烈辐射冷却而形成地面强烈辐射冷却而形成厚度在厚度在200300m200300m，有时可达，有时可达400m400m，常年可见，冬季最强，常年可见，冬季最强下沉逆温下沉逆温空气下沉受到压缩增温而形成的逆温空气下沉受到压缩增温

11、而形成的逆温2022/12/2119多发生在高空大气中，厚度一般可达几百米多发生在高空大气中，厚度一般可达几百米平流逆温平流逆温暖暖空空气气平平流流到到冷冷地地面面上上而而形形成成的的逆逆温温（温温差差越越大大，逆温越强逆温越强）湍流逆温湍流逆温低层空气湍流混合形成的逆温低层空气湍流混合形成的逆温2022/12/2120厚厚度度不不大大，约约几几十米十米锋面逆温锋面逆温2022/12/21211.3.4 1.3.4 温温度度场场对对污污染染物物扩扩散的影响散的影响波浪型（不稳）波浪型（不稳）锥型（中性锥型（中性or弱稳）弱稳）扇型（逆温）扇型（逆温）爬升型（下稳，上不稳）爬升型（下稳，上不稳）

12、漫烟型（上逆、下不稳）漫烟型（上逆、下不稳）2022/12/21221.41.4 大气边界层的风场大气边界层的风场1.4.11.4.1 近地层中的风速廓线模式近地层中的风速廓线模式风速廓线风速廓线：风速随高度的变化曲线：风速随高度的变化曲线风速廓线模式风速廓线模式：风速廓线的数学表达式：风速廓线的数学表达式对数律风速廓线模式对数律风速廓线模式2022/12/2123 为为高高度度Z处处的的平平均均风风速速；u*为为摩摩擦擦速速度度；k为为karman常常数数，常取常取0.4；Z0为地面粗糙度为地面粗糙度适用条件适用条件：近地层中性层结：近地层中性层结指数律风速廓线模式指数律风速廓线模式2022

13、/12/2124地面类型地面类型Z0/cm代表性的代表性的Z0/cm草原草原1103农作物地区农作物地区103010村落、分散的树林村落、分散的树林2010030分散的大楼（城市）分散的大楼（城市）100400100密集的大楼（大城市）密集的大楼（大城市）400300有代表性的地面粗糙度有代表性的地面粗糙度为 为为高高度度Z1（通通常常为为10m）处处的的平平均风速；均风速；m为稳定度常数为稳定度常数参数参数m取决于取决于温度层结温度层结和和地面粗糙度地面粗糙度0 m 1，层结越不稳定，层结越不稳定，m越小越小最好实测，否则当高度在最好实测，否则当高度在500m以下时，按下表取值以下时，按下表

14、取值适适用用条条件件：非非中中性性层层结结以以及及中中性性层层结结下下300500m的的气层气层2022/12/2125稳定度稳定度ABCDE,Fm城市0.100.150.200.250.30乡村0.070.070.100.150.25参数参数m m值（适用值（适用500m500m以下高度）以下高度）1.4.2 1.4.2 局地风场局地风场海陆风海陆风山谷风山谷风城市热岛环流城市热岛环流2022/12/21262 2、大气污染物的扩散过程与模型、大气污染物的扩散过程与模型2.12.1 大气污染物的扩散过程及影响因素大气污染物的扩散过程及影响因素2022/12/2127广义扩散过程广义扩散过程层

15、流层流湍流扩散湍流扩散沉降沉降降雨清洗降雨清洗光化学反应光化学反应受控于受控于风、大气风、大气湍流、大湍流、大气稳定度、气稳定度、气温的铅气温的铅直分布、直分布、逆温等气逆温等气象因素象因素污染源特征污染源特征2.22.2 大气污染物扩散模型大气污染物扩散模型2.2.12.2.1 理论基础理论基础湍流扩散理论湍流扩散理论梯度输送理论梯度输送理论类比于类比于分子扩散分子扩散，扩散，扩散速率与负浓度梯度成正比速率与负浓度梯度成正比湍流湍流统计统计理论理论泰泰勒正态分布模式勒正态分布模式萨顿实用模式萨顿实用模式高斯模式高斯模式相似模式相似模式2022/12/21282.2.22.2.2 模型分类模型

16、分类烟烟流流模模型型、烟烟团团模模型型和箱式模型和箱式模型物理模型和统计模型物理模型和统计模型点点源源扩扩散散模模型型、线线源源扩扩散散模模型型、面面源源扩扩散散模模型型和体源扩散模型和体源扩散模型封封闭闭型型扩扩散散模模式式、熏熏烟烟型型扩扩散模式、微风下的扩散模式散模式、微风下的扩散模式城市扩散模式、山区扩散模式、水域附近的扩散模式城市扩散模式、山区扩散模式、水域附近的扩散模式2022/12/2129短期浓度预测模式和长期平均浓度预测模式短期浓度预测模式和长期平均浓度预测模式2022/12/2130线源扩散模式线源扩散模式面源扩散模式面源扩散模式山谷扩散模式山谷扩散模式封闭山谷扩散模式封闭

17、山谷扩散模式3 3 箱式大气质量模型箱式大气质量模型3.1 3.1 单箱模型单箱模型基本假设基本假设将将研研究究的的范范围围看看成成是是一一个个尺尺寸寸固固定定的的“箱箱子子”，箱箱子子的的平平面面尺尺寸寸是是所所研研究究范范围围（区区域域或或城城市市）的的平平面面大小，箱子的高度大小，箱子的高度是从地面起计算的混合层是从地面起计算的混合层高度高度污染物污染物浓度在箱子内处处相等模型浓度在箱子内处处相等模型假设假设2022/12/2131基本模型基本模型 2022/12/2132C0为为污污染染物物的的本本底底浓浓度度；K为为污污染染物物的的衰衰减减速速率率常常数数；Q为为污污染染源源的的源源

18、强强；u为为平平均均风风速速；C为为箱箱内内的的污污染染物物浓浓度度；其其他他参参数的意义见图数的意义见图模型的解模型的解若若不不考考虑虑污污染染物物的的衰衰减减，且且污污染染源源稳稳定定排排放放时时，则则上上式的解为：式的解为：当当t时时，箱箱内内的的污污染染物物浓浓度度随随时时间间的的变变化化趋趋于于稳稳定状态，这时的污染物浓度为定状态，这时的污染物浓度为平衡浓度平衡浓度Cp：2022/12/2133若考虑污染物在箱内的衰减变化，则浓度为：若考虑污染物在箱内的衰减变化，则浓度为：平衡浓度为平衡浓度为：应用局限应用局限不不考考虑虑空空间间位位置置的的影影响响和和地地面面污污染染源源分分布布的

19、的不不均均匀匀性，只能得到性，只能得到概略性的结果概略性的结果2022/12/21343.2 3.2 多箱模型多箱模型在在单单箱箱模模型型基基础础上上，在在纵纵向向和和高高度度方方向向上上将将单单箱箱分分成若干部分，构成一个二维箱式结构模型成若干部分，构成一个二维箱式结构模型。2022/12/2135如如在在高高度度方方向向上上将将h离离散散成成m个个相相等等的的子子高高度度 h，在在长长度度方方向向上将上将l离散成离散成n个相等的子长度个相等的子长度 l，组成，组成m n个子箱个子箱模型建立假设模型建立假设在高度方向上，在高度方向上，风速风速作为高度的函数作为高度的函数分段计算分段计算；污染

20、污染源强源强根据坐标关系根据坐标关系输入贴地输入贴地的相应的相应子箱子箱中；中；忽略忽略纵向弥散作用和竖向推流作用；纵向弥散作用和竖向推流作用；每个子箱看作为每个子箱看作为均匀混合均匀混合的体系的体系模型的建立和求解模型的建立和求解基于基于4 4多箱模型多箱模型2022/12/2136对第一个子箱，质量平衡方程为：对第一个子箱，质量平衡方程为：若令若令 则上述方程变为：则上述方程变为：2022/12/2137对对于于子子箱箱2-4可可以以写写出出类类似似的的方方程程，它它们们组组成成一一个个线线性方程组，用矩阵表示为：性方程组，用矩阵表示为：或或2022/12/2138式式中中，为为子子箱箱1

21、-4中中的的污污染染物物浓浓度度组组成成的的向向量量；为为系系统统外外输输入入组组成成的的向向量量；ui为为高高度度方方向向上上第第i层层的的平平均均风风速速；Ei+1,i为为高高度度方方向向上上相相邻邻两两层层间间的的湍湍流流扩扩散散系系数数；C0i为为高高度度方方向向上上第第i层的污染物本底浓度；层的污染物本底浓度；Q1为输入第为输入第1个子箱的源强个子箱的源强因此，可求得子箱因此，可求得子箱14的浓度的浓度由由于于第第一一列列4个个子子箱箱的的输输出出就就是是第第二二列列4个个子子箱箱的的输输入入，若若 l和和 h是是常常数数，对对第第二二列列来来说说，A不不变变，变变化化的只是的只是

22、，进而可求得子箱，进而可求得子箱58的浓度：的浓度：2022/12/2139依依次次类类推推，可可计计算算得得到到916子子箱箱的的浓浓度度，进进而而得得到到基于多箱模型的浓度分布结果：基于多箱模型的浓度分布结果：模型的应用模型的应用城城市市或或区区域域大大气气质质量量模模拟拟和和预预测测，精精度度高高于于单单箱箱模模型，属于型，属于准多维准多维模型模型2022/12/21402022/12/2141编程与上机练习二编程与上机练习二:运运用用学学过过的的语语言言编编写写大大气气质质量量模模拟拟多多箱箱模模型型源源程程序序上上机机调调试试源源程程序序，并并能能正正确确输输出出各各系系数数矩矩阵阵

23、和和各各子箱浓度子箱浓度等结果等结果运用调试好的程序完成给定习题的计算工作运用调试好的程序完成给定习题的计算工作4 4、点源扩散模型、点源扩散模型4.1 4.1 点源模型的基础点源模型的基础若若不不考考虑虑衰衰减减作作用用，忽忽略略y和和z方方向向上上的的流流动动，同同时时假假定定大大气气流流场场均均匀匀，湍湍流流扩扩散散参参数数常常定定，且且以以湍湍流流时时平平均均浓浓度度作作为为考考察察对对象象，则则基基本本运运动动方方程程可简写为可简写为 2022/12/2142左左边边第第一一项项反反映映局局地地污污染染物物浓浓度度随随时时间间的的变变化化率率，第第二二项为沿项为沿x轴的推流输送项，右

24、边为三方向的湍流扩散项轴的推流输送项，右边为三方向的湍流扩散项4.2 4.2 无边界的点源模型无边界的点源模型瞬时单烟团正态扩散模型瞬时单烟团正态扩散模型四点假设四点假设点源位于坐标原点（点源位于坐标原点（0,0,0）污染物释放时间为污染物释放时间为t=0；忽略污染物扩散过程中自身的衰减；忽略污染物扩散过程中自身的衰减；大气流场均匀；大气流场均匀；湍流扩散参数为常数湍流扩散参数为常数2022/12/2143任任意意时时刻刻、任任意意空空间间点点浓浓度度计计算算式式（即即三三维维模模型型解解析解析解）：）：若若令三方向上的污染物分布的标准差为：令三方向上的污染物分布的标准差为：则有：则有：202

25、2/12/2144M表表示示在在t=0时时刻刻，由由原原点点（0,0,0）瞬瞬间间排排放放的的污污染染物物量量，即源强即源强无边界有风点源模型无边界有风点源模型假假设设：风风向向平平行行于于x轴轴，忽忽略略y和和z方方向向上上的的流流动动，其其它假设同前它假设同前无边界无风瞬时点源模型无边界无风瞬时点源模型假设假设：ux=0，其他假设同前，其他假设同前2022/12/2145无边界连续点源模型无边界连续点源模型假假设设：连连续续稳稳定定点点源源；有有风风（ux 1.5m/s）；忽忽略略纵纵向扩散作用，即向扩散作用，即Ex=0；其他假设同前；其他假设同前模型模型：模型的解模型的解：2022/12

26、/2146Q为为在在原原点点连连续续稳稳定定排排放放的的污污染染源源源源强强，即即单单位位时时间间排排放放的污染物量的污染物量4.3 4.3 高架连续排放点源模型高架连续排放点源模型4.3.14.3.1 高斯扩散模型高斯扩散模型坐标系坐标系右手坐标系，右手坐标系，y为横风向，为横风向，z为垂直向为垂直向2022/12/2147H为有效高度；为有效高度；h为烟囱的物理高度；为烟囱的物理高度；h为烟气抬升高度为烟气抬升高度四点假设四点假设污染物浓度在污染物浓度在y、z风向上分布为正态分布风向上分布为正态分布全部高度风速均匀稳定全部高度风速均匀稳定源强是连续均匀稳定的源强是连续均匀稳定的扩散中污染物

27、是守恒的（不考虑转化）扩散中污染物是守恒的（不考虑转化）高斯烟流的形态及浓度分布高斯烟流的形态及浓度分布基于基于无界空间连续点源排放模型无界空间连续点源排放模型分析说明分析说明2022/12/21482022/12/2149高斯烟流的形态高斯烟流的形态2022/12/2150高斯烟流中心线上的浓度分布高斯烟流中心线上的浓度分布有界空间高架连续排放点源模型有界空间高架连续排放点源模型有有界界空空间间中中，地地面面作作为为扩扩散散边边界界，对对污污染染物物的的扩扩散散具有具有反射作用反射作用地地面面边边界界的的反反射射作作用用，可可通通过过镜镜像像全全反反射射原原理理引引入入虚源来进行模拟虚源来进

28、行模拟2022/12/2151空空间间任任意意点点处处污污染染物物浓浓度度来来自自于于实实源源和和虚虚源两者排放贡献源两者排放贡献结结合合无无界界空空间间连连续续点点源源模模型型，对对于于排排放放筒筒底底部部中中心心在在坐坐标标原原点点、有有效效高高度度为为H的的连连续续点点源源，下下风风向向污污染物浓度分布染物浓度分布模型推导如下：模型推导如下：2022/12/2152实源贡献：实源贡献：实源贡献：实源贡献：实际浓度（即有界空间高斯扩散模型）：实际浓度（即有界空间高斯扩散模型）：4.3.2 4.3.2 高架连续点源的地面浓度模型高架连续点源的地面浓度模型令令z=0，即可得到地面染物浓度模型：

29、，即可得到地面染物浓度模型：4.3.3 4.3.3 高架连续点源的地面轴线浓度模型高架连续点源的地面轴线浓度模型令令y=0，z=0时，即可得到地面轴线浓度模型：时，即可得到地面轴线浓度模型：2022/12/21534.3.4 4.3.4 高架连续点源最大落地浓度模型高架连续点源最大落地浓度模型 因最大浓度发生在因最大浓度发生在x轴线上，并且轴线上，并且 结合地面轴线浓度模型有：结合地面轴线浓度模型有：对对x求导，并令求导，并令dc/dx=0，有：，有：2022/12/2154 根据上述方程可求得：根据上述方程可求得：x=x*即最大浓度发生处，可得到地面最大浓度模型：即最大浓度发生处，可得到地面

30、最大浓度模型：4.3.5 4.3.5 烟囱有效高度的计算烟囱有效高度的计算若若给给定定地地面面污污染染物物的的最最大大允允许许浓浓度度，则则根根据据上上式式可可以估算烟囱的有效高度以估算烟囱的有效高度H*2022/12/21554.3.6 4.3.6 逆温条件下的高架连续点源模型逆温条件下的高架连续点源模型模模型型适适用用条条件件：1）烟烟囱囱排排出出口口上上方方存存在在逆逆温温层层，且且逆温层底到地面的高度为逆温层底到地面的高度为h；2）H h具体模型具体模型：2022/12/2156通常只需考虑通常只需考虑1到到2次反射就可以了，即取次反射就可以了，即取n=1或或n=2将将y=0和和z=0

31、代代入入上上式式，可可以以得得到到逆逆温温条条件件下下高高架架连连续点源的续点源的地面轴线浓度模型地面轴线浓度模型：4.3.7 4.3.7 高架多点源连续排放模型高架多点源连续排放模型若若存存在在m个个相相互互独独立立的的污污染染源源，在在任任一一空空间间点点处处的的污污染染物物浓浓度度，应应为为m个个污污染染源源对对该该点点的的贡贡献献之之和和，即即2022/12/2157若以若以xi，yi，Hi表示第表示第i个污染源排出口的位置，则：个污染源排出口的位置，则：令令z=0即即可可计计算算多多源源作作用用下下的的地地面面浓浓度度，其其余余浓浓度度计计算可依次类推算可依次类推2022/12/21

32、58Qi为为第第i个个污污染染源源的的源源强强；yi、zi分分别别为为决决定定于于第第i个个污污染染源至计算点的纵向距离的横向与竖向的标准差源至计算点的纵向距离的横向与竖向的标准差4.4 4.4 可沉降颗粒物的扩散模型可沉降颗粒物的扩散模型粒径小于粒径小于15 m的颗粒物，沿用的颗粒物，沿用气体扩散模式气体扩散模式粒粒径径大大于于15 m的的颗颗粒粒物物，当当不不考考虑虑地地面面反反射射时时，其浓度分布模型为：其浓度分布模型为：将将z=0代入上式，可得到地面颗粒物浓度分布模型：代入上式，可得到地面颗粒物浓度分布模型：2022/12/2159式式中中 为为系系数数，表表示示可可沉沉降降颗颗粒粒物

33、物在在总总悬悬浮浮微微粒粒中中所所占占的比重，的比重，01；us为颗粒沉降速率为颗粒沉降速率5 5、线源模型、线源模型5.15.1 无限长线源模型无限长线源模型无无限限长长线线源源：线线源源的的长长度度足足够够大大或或接接受受点点到到线线源源的的距离与线源的长度相比很小距离与线源的长度相比很小可可以以看看作作是是无无数数个个点点源源排排列列而而成成，每每个个点点源源的的源源强强QL为为单单位长度线源位长度线源在在单位时间单位时间内排放的污染物量内排放的污染物量线线源源在在空空间间点点产产生生的的浓浓度度可可以以看看作作是是所所有有点点源源在在该该点点的的浓浓度贡献之和度贡献之和2022/12/

34、2160风向与线源垂直风向与线源垂直x轴轴与与风风向向一一致致，线线源源平平行行于于y轴轴，则则下下风风向向任任一一点点C(x,0,z)的浓度分布模型为：的浓度分布模型为：令令z=0，则得下风向地面浓度为：，则得下风向地面浓度为：2022/12/2161风向与线源平行风向与线源平行x轴轴与与风风向向一一致致，线线源源平平行行于于x轴轴，则则地地面面任任一一点点C(x,y,0)的浓度为：的浓度为：风向与线源成任意角风向与线源成任意角风风向向与与线线源源交交角角为为（90），x轴轴与与风风向向一一致致，则地面点任一点浓度为：则地面点任一点浓度为：2022/12/21625.25.2 有限长线源模型

35、有限长线源模型线线源源长长度度有有限限时时，估估算算其其产产生生的的环环境境浓浓度度时时，必必须考虑有限长线源两端引起的须考虑有限长线源两端引起的“边缘效应边缘效应”风向与线源垂直风向与线源垂直2022/12/2163uy1y2p风向与线源平行风向与线源平行取取x轴轴正正向向与与风风向向及及线线源源一一致致，坐坐标标原原点点和和线线源源中中点重合，线源长度为点重合，线源长度为2x0，则下风向地面浓度为：，则下风向地面浓度为：风向与线源成任意角风向与线源成任意角风风向向与与线线源源交交角角为为（90），x轴轴与与风风向向一一致致，则地面点任一点浓度为：则地面点任一点浓度为：2022/12/216

36、45.35.3 线源分段求和模式线源分段求和模式适用于适用于风向与线源垂直风向与线源垂直以外的所有情形以外的所有情形具具体体思思路路：将将线线源源分分解解成成有有限限段段并并将将各各小小段段近近似似为为点点源源，并并用用有有限限个个点点源源对对接接受受点点的的浓浓度度贡贡献献近近似似为为线源对接受点的浓度贡献线源对接受点的浓度贡献线源分段可以等长也可不等长线源分段可以等长也可不等长等长分段求和模式等长分段求和模式适用于各种呈现适用于各种呈现不规则折线或曲线形状不规则折线或曲线形状的线源的线源2022/12/2165不等长分段求和模式不等长分段求和模式典型实例典型实例：EPA线源模线源模式式 C

37、ALINE4模式的具体思路模式的具体思路：2022/12/2166道路划分成线元道路划分成线元计算各线元排放污染物对接受点浓度计算各线元排放污染物对接受点浓度的贡献的贡献各线元贡献求和各线元贡献求和线元划分与长度的确定线元划分与长度的确定：45 时，第一个线元位于接受点的上风向时，第一个线元位于接受点的上风向 45 时，按时，按=45 确定第一个线元的位置确定第一个线元的位置2022/12/2167La为为线线元元的的长长度度；W为为道道路路宽宽度度，n表表示示线线元元编编号，号，n=0,1,2,接受点浓度计算接受点浓度计算：将将各各线线元元看看作作为为通通过过线线元元中中心心、方方向向与与风风向向垂垂直直、长长度为该线元在度为该线元在y方向投影的有限线源方向投影的有限线源以接受点为坐标原点，上风向为正以接受点为坐标原点，上风向为正x轴轴2022/12/2168Ci为为第第i个个线线元元对对接接受受点点的的浓浓度度贡贡献献值值，按按有有限限长线源对应模式计算长线源对应模式计算