大氣環境的變化

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大氣環境的變化范文第1篇

關鍵詞　黑頸鶴；越冬；種群數量；大山包自然保護區

中圖分類號　Q145+.1；Q958.1；Q959.3 文獻標識碼　A 文章編號　10002537（2012）04007004

黑頸鶴（Grusnigricollis）是世界上瀕危鳥類之一，因其種群數量稀少，被列為國家Ⅰ級重點保護野生動物，并被世界自然保護聯盟IUCN列為全球性易危物種［1］．大山包濕地是當今世界黑頸鶴最重要的越冬地之一，對到大山包越冬的黑頸鶴種群數量、棲息地分布進行調查研究，掌握其在生態保護進程中種群數量的變化與其棲息環境變遷的關系，對越冬地黑頸鶴的保護與棲息地的管理具有十分迫切的現實意義．

大氣環境的變化范文第2篇

【關鍵詞】 福州經濟技術開發區 大氣環境質量 變化趨勢 對策措施

1 概況

福州經濟技術開發區（馬尾區）位于福州市東南，閩江口河谷盆地福州盆地東側。北面為低山丘陵，南面臨江，是中國船政文化的發源地，也是我國最早的14個國家級開發區之一。經過二十多年的努力，開發區社會經濟取得了持續高速的發展，隨著社會發展、科技進步以及物質生活條件的提高，人們越來越關注自身的生存環境，同時為了將開發區建設成一個環境優美的現代化港口城區，開發區在大氣環境保護方面采取了多項措施，并取得了一定的成效。

本文以2001~2006年開發區環境空氣質量監測數據為依據，對區域內大氣SO2、NO2、PM10這三項主要污染物的變化特征與污染成因進行分析探討，提出進一步改善開發區大氣環境質量的對策與措施，為開發區的可持續發展，大氣污染綜合治理提供科學依據。

2 大氣環境質量的變化特征與成因分析

2．1大氣環境質量的年際變化趨勢分析

近幾年來開發區大氣環境質量狀況整體穩定，在比較良好的水平上波動，但隨著經濟的持續發展，給環境造成了一定的壓力，大氣環境污染雖然仍保持相對較輕的程度，但近一二年出現了污染回升的趨勢。以API指數評價，2001~2006年大氣質量狀況見表1。

由表1可以看出目前大氣三項主要污染物中的SO2、NO2年日均濃度均達到環境空氣質量一級標準濃度限值，污染指數的大小順序基本為：PM10＞NO2＞SO2，PM10的污染分指數對環境污染綜合指數貢獻最大，是首要污染物，其年日均濃度均處于二級水平。

圖1表示出三種主要污染物SO2、NO2以及PM10在2001~2006年的年日均濃度變化規律。其中 SO2年均濃度連續5年逐年平穩下降，NO2和PM10污染物年日均濃度均經過了一個先升后降的過程，2005年，三項污染物濃度均降至較低水平，從2006年起，三項污染物濃度出現了較大幅度的上升。

從總的變化趨勢上分析，2001~2005年年度空氣污染指數（API）在波動中有所降低（見圖2），說明大氣環境質量得到了一定的改善，2006年空氣API指數出現了回升現象，其中NO2和PM10濃度上升幅度較大，年日均濃度達到了自2001年大氣質量監測以來的最高水平，這表明2006年開發區大氣環境質量出現了污染回升的趨勢。

分析大氣中三種主要污染物近年來變化原因主要有：

(1)“十五”期間，開發區實施“藍天工程”，采取了一系列大氣污染防治措施：在建成區內禁止新建、擴建燃煤鍋爐，建成區內燃煤含硫量不得超過0.8%，并對2蒸噸（含2蒸噸）以下燃煤鍋爐予以拆除或改用清潔燃料；開展餐飲業油煙專項整治，并對飲食業和集體食堂爐灶全面禁煤，改用電或液化氣等清潔燃料；進一步擴大煙控區的創建，煙控區面積21.9平方公里，覆蓋率達到 100 %，有效減少了爐窯煙塵的排放，從源頭上控制污染的一系列措施取得了一定的成效，自2002年起三項污染物濃度在波動中逐年平穩下降。

(2)2006年，受國際原油價格的大幅上揚，燃料供應緊張，為節約成本，工業企業鍋窯爐燃料紛紛由輕油改為重油或燃料油，重油鍋爐（含各類渣油鍋爐）產生的PM量很大，TVOC、NOX、SO2、CO、PAHS等污染物排放量相應增大。導致2006年開發區SO2、NOx年排放量大幅度增長，其中SO2年排放量增長幅度為27.8 %。

(3) 受房地產熱及舊城區拆遷改造的影響，2006年開發區出現了明顯的臺階式的建筑，同時君竹路、建星路及羅星大道等幾條主要交通干道及城市基礎設施陸續改造擴建，造成城市建筑揚塵和道路揚塵污染加重，致使PM10濃度大幅升高。

(4)隨著開發區經濟的飛速發展，機動車保有量的迅速增加，以及區內幾條主要的交通干道陸續改造建設，區內機動車運行工況較差，機動車怠速和減速運行狀況時間延長，加大道路交通壓力，機動車尾氣排放所造成的污染日益嚴重，引起了NO2濃度的大幅增長，呈現出機動車尾氣污染逐漸增強的特征。

2．2 大氣環境質量月變化特征分析

為了深入分析開發區大氣環境質量的變化特征，找出影響大氣環境質量的主要因素，對三種主要大氣污染物2001年~2006年的月均濃度變化進行了分析，研究三種大氣主要污染物的月均濃度變化特征及影響因素分析。見圖3、4、5。

從圖3、4、5中可以看出，三種空氣污染物的月均濃度變化規律基本相同，均表現在春冬季節濃度較高，夏秋季節污染物濃度水平相對較低，其中第一季度污染水平最高，第三季度污染水平最低。

分析大氣中三種主要污染物月均濃度變化原因主要有：

空氣污染的季節性變化特征與所在地的氣象變化特征密切相關，福州開發區地處閩江河口處，屬南亞熱帶過渡的海洋性季風氣候，四季比較分明，全年降水多集中在5月~9月之間，這期間受臺風影響顯著，臺風帶來的大風和長時間的強降水十分有利于污染物的稀釋和擴散，另外夏季太陽輻射強、氣溫高，熱力對流強，空氣擴散條件好，且NO2存在光分解反應，在強太陽輻射下，NO2的濃度會降低，故夏秋季節各項污染物水平相對較低，這時期大氣環境質量較好。

春季本地區受入海高壓后部影響，低層為西南氣流，出現逆溫現象，靜風率高，平均風速小，空氣流動緩慢，濕度大，阻礙氣型污染物的迅速擴散，地面擴散能力下降，致使污染物停留在某一地段內。雖然本地區春季雨多，但量少，對大氣污染物的影響不是很明顯，長時間的強降水才會對污染物濃度有降低作用。故春季大氣污染水平全年最高。有資料表明，當風速小于7m/s時，風速越大對污染物擴散越有利，這使地面不致于造成過高濃度，但是風速越大，地面揚塵也越大，如冬季有時SO2和NO2的濃度并不是很高，但PM10濃度很高，造成大氣污染水平上升就是這個原因，這是不利的一面。

3進一步改善開發區大氣環境質量的建議與對策

3．1目前影響開發區環境質量首要污染物是PM10，尤其是干燥少雨的冬春季節最為嚴重，其余二項SO2、NO2年均濃度均已達到環境空氣質量一級標準，所以控制塵類污染是改善開發區空氣質量最有效的措施。

3.1.1進一步擴大綠化面積，提高區域綠化率。開發區大部分土地是吹砂造地，在原河灘基礎上由閩江北岸向江心延伸的新造陸地，地表以下3~5m為吹填砂層，是典型的軟土地基土層，這樣特殊的地質結構，應進行充分的防風固沙綠化建設，擴大綠化面，減少沙土表層的，對工業規劃用地若在一定時期內尚未開工建設的，可先行綠化，以減少揚塵的產生源。

3.1.2加強建筑施工管理，切實控制好建筑揚塵和道路揚塵。制定治理揚塵污染的具體措施，強化監督管理，加強建筑工地施工和各類料場的管理，尤其是在干燥少雨的春冬季節嚴格控制揚塵污染。如要求建筑工地封閉施工，不得隨意堆料，對停建，閑置工地要進行簡易綠化或防塵覆蓋，建筑垃圾和易產生粉塵的作業須采取覆蓋、封閉、灑水等控制揚塵措施；同時加強對渣土運輸車輛管理，杜絕滴灑漏現象，環衛部門加強機掃灑水力度，保證道路清潔。

3．2在目前能源日益緊張的情況下，政府應出臺相關政策鼓勵支持企業技術創新，清潔生產，節能降耗來降低大氣污染物的排放，同時引導太陽能、生物能等新能源的應用。

3．3隨著開發區經濟建設的飛速發展，居民生活水平的提高，機動車保有量將繼續保持高速增長，機動車尾氣造成的大氣污染將日趨嚴重，將成為NOx和PM10等污染物的主要來源，在加強機動車尾氣的治理工作的同時強化交通管理，疏導機動車輛，改善交通狀況，通過提高車速，降低機動車怠速和減速運行時間，來有效控制機動車尾氣污染。

4結語

通過近年來開發區大氣環境質量的變化情況分析，開發區大氣環境質量基本保持在優良水平，這與開發區實施“藍天工程”采取的一系列大氣污染防治措施是分不開的，煤煙型污染得到了有效控制，SO2、NO2年日均濃度基本保持在國家環境空氣質量一級標準，但必須注意到隨著開發區經濟的發展，能源需求壓力進一步加大，由此而造成的大氣污染物排放量的增加；機動車保有量的增加而造成的尾氣污染日益加重；隨著城市建設步伐的加快以及基礎設施的改造的二次揚塵污染，都致使大氣環境污染加重的趨勢，大氣環境治理工作形勢依然嚴峻，任重而道遠，尚需要各方面長期不懈的努力。

參考文獻

〔1〕 鄭強,朱繼業等. 蘇州市大氣環境質量變化趨勢及建設生態城市的對策與途徑[J]. 四川環境, 2005,24(5):30-33.

〔2〕 寇拴虎,楊榮等.延安市近年來大氣環境質量的變化分析[J]. 環境科學與技術 2005,(28)12:93-95.

〔3〕 周新. 中國的能源消費和改善大氣環境變化及可持續發展對策[J]. 環境保護,2003,(7):47-51

〔4〕 張乃弟,楊建偉. 我國機動車排氣污染及控制現狀分析[J]. 環境科學與技術,2002,25(增):78-80.

〔5〕 環境空氣質量標準 [S].GB3095-1996.

大氣環境的變化范文第3篇

1應對氣候變化的國際法律規范分析

氣候變化是在相對長時期里氣候呈現出惡劣趨勢,導致有害于人類的不良影響發生,主要由人類自身原因所造成,例如:過量排放溫室氣體,不合理開發土地,森林植被銳減等等。而氣候變暖帶來的是全球性的生態災難:陸地面積減小,糧食減產,物種多樣性遭受破壞,疾病流行等等。為此國際社會制定了5聯合國氣候變化框架公約6(U-nitedNationsFrameworkConventiononClimateChange)和5京都議定書6(KyotoProtocol)。為尋求和保持適應與減緩氣候變化的平衡,建立了相應的國際合作機制。按照溫室氣體減排責任分擔理論,實行共同但有區別的責任。依照各國商討擬定的行動計劃時間表削減排放量,其中發達國家承擔更多的減排責任,其實際履行效果具有決定性作用。為此各國積極開展氣候變化影響評價,依此提出氣候變化政策建議,力圖形成清潔發展機制,實現節能降耗,從而減少溫室氣體排放。例如,南非政府與企業簽訂/氣候變遷協議0,政府更加精確地估計溫室氣體排放量,擬定溫室氣體清單,通過清潔能源行動計劃提高政策實施力度,運用稅收激勵、排污費等市場手段的創新機制。德國執行年度5國家氣候保護計劃6,建立對于每年氣候保護執行情況進行跟蹤監督的機制,增強能源使用效率,確立政府燃料戰略,成立二氧化碳削減部際工作組,編制政府溫室氣體減排報告,多方面、多途徑、全方位地控制有害氣體排放,清潔生產的實施和生活方式的轉變從根本上防止了氣候變化造成的不良影響。5聯合國氣候變化框架公約6提出:對于全球變暖,各國都應當承擔責任,其中發達國家應當承擔主要責任,確立了共同但有區別的責任原則。基于此,要求發達國家采取積極措施防止氣候變化造成有害影響,并且給予發展中國家資金和技術的支持和援助,共同遏制全球變暖的趨勢。5京都議定書6是框架公約的具體化,規定了美國、俄羅斯及歐盟等主要發達國家減少排放溫室氣體的具體額度,要求他們到2010年至少減少1990年排放總量的5%。提倡各國建立清潔發展機制(CDM)、排放貿易(ET)和聯合履行(JI)。溫室氣體排放的數量與工業、交通等的行業規模、生產方式相關。發達國家經濟規模和發展速度處于先進水平,與之相應的能源和原材料消耗量也是巨大的,因此其控制溫室氣體排放的壓力也隨之加大。減少排放也就意味著控制生產建設規模,勢必影響到經濟發展。這也是各國關注的焦點問題。怎樣才能既有效控制溫室氣體排放又不有礙于經濟發展呢?公約是各國利益和人類共同利益調和的產物,其間大國施加了更多的影響。美國對于減排采取強硬態度,沒有遵守國際承諾,勢必加重各國減排的負擔,由此也使國際法的效力大打折扣。在國際法律機制的建立到執行的過程中,國家立場、國際政治格局、經濟全球化等等因素摻雜綜合,形成錯綜復雜的國際法律關系,其調整、整合及協調是博弈各方此消彼長、相互制約的結果。

2我國應對氣候變化的研究與立法實踐進展

我國對于氣候變化的研究也是隨著相關國際公約的起草和制定逐步開展起來的。氣候變化本身具有不確定性,因而氣候變化導致的影響也是具有不確定性的,這就增加了研究的難度和可變化性。目前我們已經開展了氣候變化預測、影響評估、綜合對策等方面的研究。制定5中國國家氣候計劃綱要6和5中國氣候系統觀測計劃6,系統研究氣候變化與生態環境的關系和相互影響,為科學決策提供客觀、全面、真實的信息資料;建立大氣環境監測預測,分析、模擬氣象災害及其危害后果,及時了解掌握大氣、氣象及氣候發展變化狀況,采取適應性技術措施,有效控制導致氣候變化的有害因素;進行農業氣象災害預警及控制技術研究,在于防治氣候變化對于農業生產的不良影響。著手研究編寫氣候變化國家評估報告,從宏觀戰略角度考察全國氣候現狀水平、氣候資源潛力、氣候變化趨勢,結合經濟、社會生活、文化、科技等限制因素,提出氣候變化的對策措施;正確評估氣候資源水平,合理開發利用氣候資源優勢,實現/資源氣候0、/安全氣候0。發揮國際和國內兩種力量的作用,共同解決大氣環境保護和氣候變化問題。為此,中國、日本、韓國、印度、美國和澳大利亞確立了亞太地區清潔發展和氣候變化伙伴關系,通過各國之間清潔能源技術的交流與合作,研究開發先進的清潔能源技術,減少有害氣體排放,減輕對大氣環境的污染危害。為控制大氣污染造成氣候有害變化,頒布實施了5中華人民共和國大氣污染防治法6,為適應大氣、氣候環境變化該法已經進行了兩次修改。將大氣環境保護工作納入國民經濟和社會發展計劃,合理規劃工業布局,加強防治大氣污染的科學研究,采取防治大氣污染的措施,保護和改善大氣環境。國家有計劃地控制或者逐步削減各地方主要大氣污染物的排放總量,即在限制排污總量指標的基礎上實現逐漸削減。并且與大氣污染物排放許可證制度結合實施,同時引進市場機制,逐步開展排污權交易,充分發揮市場因素的自覺調整功能,實現排放者之間排放量的余缺調配。地方各級人民政府對于本轄區的大氣環境質量負責,制定規劃,采取措施,使本轄區的大氣環境質量達到規定的標準,即實行大氣環境質量標準制度和大氣污染物排放標準制度,實現量化、標準化的管理和監督。實行大氣環境的區域控制制度,包括劃定/兩控區0、大氣污染防治重點城市、主要大氣污染物排放總量控制區。通過采取更加嚴格的制度措施,有效扭轉上述區域大氣污染惡化的趨勢。改善能源結構,鼓勵和支持開發利用太陽能、風能、水能等清潔能源。植樹種草,因地制宜地采取有效措施做好防沙、治沙工作,改善大氣環境質量。國家鼓勵、支持消耗臭氧層物質替代品的生產和使用,逐步減少消耗臭氧層物質的產量,直至停止消耗臭氧層物質的生產和使用,從而有效遏制臭氧層空洞的擴大。我國現行的5大氣污染防治法6主要是針對燃煤產生的氣體、其他工業生產廢氣的排放、機動車船排放的尾氣以及粉塵、惡臭氣體排放而實施的法律控制,在進行末端治理的同時實行源頭管理,包括清潔能源使用和清潔生產。立法鼓勵清潔生產技術的開發和推廣應用,實行落后工藝設備的強制淘汰制度,并且國家鼓勵采用的生產設備和技術名錄。

大氣環境的變化范文第4篇

關鍵詞：銅山礦 大氣環境質量 污染物排放 監測分析

中圖分類號：X37 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）01（a）-0000-00

作者簡介：李毛毛（1986-），漢族，女，安徽池州，本科，助理工程師，主要從事礦山環境保護的管理工作。

銅山礦是銅陵有色金屬集團公司的主力礦山之一，地處安徽省池州市境內，主要從事銅礦采選，采選能力為2000t/d。礦山深部資源項目分兩期開采，一期開采-613m中段以上礦體，二期開采-613m中段以下礦體。工程主要包括主井、副井和風井等采礦工程、選礦工程及其他公共輔助設施。礦山采選作業可能會產生礦區環境大氣污染，為了了解其正常生產情況下的污染情況，對該礦區大氣環境進行現狀調查與分析。

1工程概況

該礦原工程設計內容中選礦工藝為“三段一閉路破碎+球磨”，充填工藝為分級尾砂充填。隨著全尾充填技術日臻成熟并在集團內的冬瓜山銅礦和鳳凰山礦業公司的運用，企業采用“全尾充填替代分級尾砂充填”，增加尾砂井下充填量。

另外，礦山在實際建設中還發生了一些工程內容變更，主要變更內容包括以下四方面：

（1）破碎磨礦工藝變更。采用“半自磨+直線振動篩閉路系統”替代“三段一閉路破碎+球磨”，取消了地面破碎工序，增加井下粗破碎工序，減少粉塵污染。

（2）尾礦脫水設施變更。采用全尾充填工藝，尾砂輸送量和輸送濃度大幅度提高，配套的濃縮和過濾設施能力也相應提高，因此采用高效率的新型濃密機和陶瓷過濾機取代老式濃密機和外濾式過濾機，優化濃縮和脫水效果，從而提高充填輸送濃度和充填能力。

（3）充填工藝和充填站位置變化。充填工藝由原來設計的分級充填變更為全尾充填。另外，由于充填送濃度的提高，最大輸送距離受到限制，將充填站遷建于距離選礦廠較近的位置，縮短了地表尾砂輸送距離。

（4）尾礦庫尾砂入庫地點變更。實施全尾充填后，由于進入尾礦庫的尾砂將大幅度減少，尾礦庫所需庫容也相應減少。為了減少尾礦庫對環境的影響，在原有尾礦庫干灘上建立子壩，將尾礦放砂地點由壩體變更到子壩，將子壩和原壩體之間實施生態復墾工程，從而縮小干灘面，減少尾礦庫干灘揚塵污染范圍。

2 大氣污染物排放變化情況

該礦工程項目變更前廢氣污染源主要是井下采礦作業粉塵、選礦破碎篩分產生的粉塵，道路運輸揚塵水泥倉揚塵、尾礦庫揚塵等。變更后，項目廢氣污染源主要有井下廢氣（包括粗碎系統粉塵）、轉運站粉塵、充填站粉塵、尾礦庫揚塵、以及運輸道路揚塵、廢石場粉塵等。工程變更前后主要大氣污染物排放變化情況見表1所示。

由表1可以看出，變更后，因轉運站、原礦倉的無組織排放變為有組織排放，同時中細碎系統和篩分系統取消，因此廢氣產生量大大減少，減少約13.843t/a。

3 大氣環境質量監測變化情況

3.1變更前大氣環境質量監測分析

工程變更前于2007年3月12日-3月16日委托銅陵市環境監測站對項目所在地環境質量進行了連續5天的監測，監測項目為PM10、TSP、SO2、NO2，共布設銅山礦區、南泉村、銅山鎮政府三個點，監測結果見表2。

由表2監測結果可知，礦區環境影響范圍內SO2、NO2均達到《環境空氣質量標準》（GB3095―1996）中二級標準，TSP濃度超標率達6.7%、PM10濃度超標率達46.7%。

TSP、PM10濃度超標時段出現在3月14日的2#點（南泉村）、和3#點的（鎮政府），主要因氣象條件與汽車揚塵影響所致。

3.2 變更后大氣環境質量監測分析

1、監測結果

工程變更后，委托上海檢測技術有限公司于2015年3月24日至3月28日、3月30日至31日共7天對設定的監測點（劉沖村、銅山鎮政府、銅源村、南泉村4個監測點）進行了大氣環境質量現狀監測，日均濃度監測結果見表3。

2、監測結果分析

分析方法

評價方法采用單因子標準指數法：

分析標準

分析標準采用《環境空氣質量標準》（GB3095-2012）二級標準。

結果分析

日均濃度監測結果分析見表4。

由表4可以看出：劉沖村、銅山鎮政府、銅源村、南泉村4個監測點TSP、PM10、SO2、NO2標準指數均小于1，日均濃度未出現超標?？傮w來看，項目區域環境空氣TSP、PM10、SO2及NO2日均濃度可滿足《環境空氣質量標準》（GB3095-2012）二級標準要求，無超標現象。

4 結論與分析

經過對銅山礦深部礦產資源采選工程項目變更后的工程分析，計算了項目變更前后大氣污染物排放的變化情況，主要大氣污染物排放總量有所減少；同時對變更前后的大氣環境質量進行了現場監測，結果表明項目變更后的大氣環境影響在當地環境可接受的允許范圍內。

變更后的大氣環境質量現狀與變更前的相比，區域環境質量大大改善，主要原因是因企業最近幾年加強了礦區的大氣污染控制措施，改善了運輸路面，增設了灑水車，同時廢棄了原有的選廠，新建了選廠，取消了中細碎車間，并配套建設各項除塵設施。

參考文獻

大氣環境的變化范文第5篇

關鍵詞：GIS大氣質量模型

中圖分類號：P208 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）01-0082-02

1 緒論

1.1 研究意義

現在，越來越嚴重的大氣污染問題已經成為了當前影響社會發展進步的一大難題。隨著我國經濟發展和人民生活水平的不斷提高，生活與工作過程中對能源的需求也越來越大。1980年中國能源消費總量為58587萬噸標準煤，到2010年，中國能源消費總量為307987萬噸標準煤[1]。1980年以來，中國原煤消耗量已增加了兩倍以上，2002年原煤消耗量已達14.8億噸。2011年中國原煤產量為35.2億噸，同比增加2.8億噸，增量為歷史最高水平。煤炭在一次能源生產結構中的比重接近80%，石油則在20%左右變化。而煤炭和石油產品為主的能源消耗是大氣顆粒物的主要來源。大氣顆粒物中PM10（細顆物）和PM2.5（超細顆粒物）是對人體最為有害的兩種物質。

城市不斷發展，燃料消耗也越來越多。近幾年來，我國各大中城市的機動車數量大幅度增長。機動車數量增長也意味著而且城市內的燃料、危險品運輸和存儲也會因為種種原因發生事故。對這些突發事故設立預警和預案處理系統能減少損失。

所以，對大氣污染狀況分析、對大氣污染的影響的控制和預警已經是環境保護中的一個緊迫任務。對已有的固定點源大氣污染狀況和突發事件引起的大氣污染預警而建立專門的系統，能為整個城市發展和規劃帶來很大的好處。

1.2 GIS在大氣環境研究中的應用

地理信息系統（GIS）技術是融合地理學、圖形學、計算機科學等多項技術的新興交叉學科，是對空間信息進行采集、存儲、處理與輸出的計算機系統。隨著近些年來GIS技術的不斷發展，利用GIS技術進行大氣環境研究的越來越多。GIS技術為大氣環境研究提供了強有力的技術保障，大氣環境研究提供了理論支持，兩者結合則為科研人員提供了全方位的信息研究處理平臺。

2 大氣環境質量模型

2.1 大氣環境質量模型的特點

大氣環境質量模型是了解區域環境質量、分析污染物擴散的有力工具。不同的大氣環境質量模型適用于不同尺度和不同類型污染源的各種大氣擴散模式，能夠在時間和空間尺度上準確描述各種污染物的遷移、輸送、轉化等變化特征。

大氣環境質量模型發展到現在，盡管它們具有不同的表達方式，但是它們都具有以下幾個特點：空間性、動態性、多元性、復雜性、綜合性。

2.2 幾種常見的大氣擴散模式

國內外有多種描述大氣污染擴散過程的數學模型。點源擴散模式常用的有高斯模式、薩頓模式以及赫-帕斯奎爾模式等；線源擴散模式常用的有點源求和法、線源直線化模式等；面源擴散模式常用的有箱模式、虛擬點源模式（或稱等效點源模式、倒退點源模式）和吉福德-漢納模式（或稱G-H模式）[2]。

一般研究認為，高斯模型是相對其他模型反應大氣污染擴散的過程是最簡單的，利用高斯模型計算出的濃度場與實際的的濃度場較為吻合。部分線源模型和面源模型也是由高斯模型發展而來的。

大氣環境質量基本模型基本方程如式（2-1）：

（2-1）

式中：x軸為平均風向，z軸鉛直向上，uz=0、uy=0，Et，x、Et，y、Et，z為湍流擴散系數常數。在研究污染物對大氣污染的整個研究過程內，可忽略污染物的自身衰減，即K=0?？蓪⒐胶喕?，可得式（2-2）：

（2-2）

當對上述模型使用不同的初始條件和邊界條件來解的時，就能表示不同情況的污染源在各種氣象條件下所造成的大氣污染情況。

2.2.1 高架連續點源擴散模式

城市大氣污染最常見的污染源是工廠煙囪。一般將每一個排放的煙囪視為一個污染點源。而由于煙囪自身的高度使得計算煙囪所導致的大氣污染于和在地面上污染源的不一樣。一般將高度高于15m的污染源視為高架點源，低于15m的污染源為非高架源。非高架點源的大氣污染擴散模式就為基本模型，而高架點源擴散模式則在基本模型上有所修正。

高架連續點源擴散模式由于在推導過程中設定的假定條件，使得它在使用時有很多情況不適用。并且當出現靜風、微風或大氣中有逆溫發生時，仍用這個模式計算會與實際情況出現比較大的偏差。

2.2.2 線源擴散模式

線源擴散模型一般用于計算道路上的機動車尾氣污染。線源擴散的計算曾采用點源求和法計算公路下風向任一點的濃度，但計算過程復雜。于是提出了線源直線化模式來解決上述方法的不足。目前較為常用的線源直線化模式有垂直風模式、平行風模式和內插模式三組模式。

2.2.3 面源擴散模式

城市中的低矮煙囪和大量分散的爐灶攤點產生的污染物數量多，排放高度低，污染源強度不大，但是卻會對城市大氣質量產生比較嚴重的影響。但實際操作時卻無法用點源和線源模式處理。所以我國絕大部分城市都采用簡單箱模式、G-H模式及虛擬點源模式來評估城市大氣環境質量。

2.3 GIS與大氣環境模型的結合方式

GIS和大氣環境模型的結合在不同階段和技術條件下，按照結合方式和數據交換形式分類，可分為三種：

松散結合：GIS和大氣環境模型都為獨立的系統并且有不同的用戶界面，GIS能夠為大氣環境模型提供數據并輸入，大氣環境模型計算后的輸出結果能夠利用GIS處理或顯示。

緊密結合：GIS和大氣環境模型為獨立的系統，但是有共用用戶界面來管理2個系統的公共數據和兩者之間的數據交換。

完全集成：GIS和大氣環境模型有共用的用戶界面并實現兩者的數據共享。完全集成需要從底層開發來實現各部分的緊密融合。

由于各種條件的限制，當前GIS和大氣環境模型完全集成的系統非常少，主要的集成模式還是前兩者，主要發展方向是緊密結合方式。

3 系統設計與實現

3.1 系統的建模

為了實現出現污染源時候，計算某時刻某一坐標位置的污染物濃度，需要將高斯模型轉化成可以計算的解析式（3-1）。

前提條件：大氣流場均勻穩定，忽略縱向彌散作用。

（3-1）

高斯模型解析式

式中：

C：濃度，mg/m3；

He：污染源高度，m；

Q：單位時間排放量，mg/s；

σy：橫向擴散參數，mz；

σz：鉛直擴散參數，m；

ux：平均風速，m/s。

3.2 GIS與大氣質量模型集成步驟

GIS與大氣環境質量模型集成可由以下五個步驟完成（圖1）。

圖1 GIS與大氣質量模型集成的框架步驟

（1）問題定義：根據研究目的，確定污染物研究區域范圍大小和時間跨度，選擇合適的大氣污染擴散模型。

（2）數據輸入：輸入污染源信息，氣象資料，地形資料。

（3）大氣環境模型：輸入氣象環境數據和污染源數據，輸出污染物濃度信息。

（4）數據分析操作：對各種輸入數據和模型計算計算出的結果進行分析處理。

（5）數據顯示輸出：最終處理結果的顯示和輸出。

3.2 系統總體設計

城市大氣環境污染模塊是作為完整的地理信息系統的一個部分而產生的。系統需要實現的功能包括污染數據輸入，大氣污染模擬，污染區域可視化等幾部分。由于是作為系統的一個模塊，數據交換由設定好的接口實現。

3.3 系統功能設計

城市大氣環境污染模塊主要需求是提供城市環境下的污染情況模擬。并將模擬結果輸出提供給其他系統模塊處理生成預警信息或模擬污染情況設定預案用。需要實現的功能包括：

污染數據輸入：由多種方式輸入污染源的情況數據，包括污染源的空間信息。污染物類型，擴散參數。同時也需要設定模擬的環境條件，包括大氣溫度，風向等等。

大氣污染模擬：按照大氣擴散模型，依照輸入的污染源信息和環境信息來計算模擬污染物的擴散的情況。

污染區域可視化：當污染物擴散情況計算完成之后。在地圖顯示單元分級顯示污染物的擴散分布等級，按照污染嚴重程度的不同上不同的顏色。并在最后生成shape文件。這部分最后會共享給地理信息系統的各部分模塊來處理。

3.4 系統應用開發實驗

采用.Net開發環境，基于ArcGis Engine開發組件，完成了城市大氣污染模擬模塊的開發。系統模塊基本達到了要求。能夠為城市大氣污染預警和預案提供有效的支持。系統主界面如圖2所示。

圖2 城市大氣污染模擬界面

4 結語

城市大氣污染模擬模塊能夠在地理信息系統平臺上增加大氣污染模擬功能，提供大氣污染的模擬數據給預警和預案工作。實現大氣環境管理調控的現代化，為政府決策，居民出行，企業選址等提供信息化平臺。而且由于組件化的關系，能夠方便靈活的與不同的專業地理信息系統整合，提供處理服務，具有較高的實用價值。

參考文獻

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