基于GIS的大氣點(diǎn)源污染高斯煙羽擴(kuò)散模擬研究.pdf

1、近幾年，上海城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展導(dǎo)致了工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)節(jié)奏日益加快，各種污染問(wèn)題也隨之而來(lái)，尤其是突發(fā)性大氣污染發(fā)生的概率大幅度上升，直接威脅到人民群眾的身體健康。因此加強(qiáng)突發(fā)性大氣污染事故的應(yīng)急監(jiān)測(cè)，研究其處理處置技術(shù)是環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中一項(xiàng)非常重要的工作。
　　 大氣污染擴(kuò)散模型是一種時(shí)空復(fù)合型的、描述大氣對(duì)污染物的輸移、擴(kuò)散和稀釋作用的環(huán)境模型，是進(jìn)行環(huán)境評(píng)價(jià)和環(huán)境預(yù)測(cè)的有力手段。國(guó)內(nèi)外當(dāng)前普遍采用仿真技術(shù)，通過(guò)數(shù)學(xué)模型對(duì)重大大氣污染

2、事故進(jìn)行模擬和分析，這些系統(tǒng)基于專(zhuān)有平臺(tái)，自成系統(tǒng)，所以很難同環(huán)保局具體的業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行整合。
　　 地理信息系統(tǒng)(GIS)作為一門(mén)介于信息科學(xué)，計(jì)算機(jī)科學(xué)，地理學(xué)，數(shù)學(xué)，測(cè)繪遙感學(xué)和管理科學(xué)之間新興的邊緣科學(xué)，以其強(qiáng)大、先進(jìn)的空間展示和空間分析引擎日益受到國(guó)內(nèi)外眾多環(huán)境模擬專(zhuān)家的矚目。GIS與環(huán)境模型相結(jié)合將使GIS與環(huán)境模型二者的功能更加強(qiáng)大，已成為GIS領(lǐng)域和環(huán)境領(lǐng)域的一個(gè)研究與應(yīng)用熱點(diǎn)。
　　 本文首先對(duì)各種擴(kuò)散模

3、式的組成原理、方法及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行探討，并基于我國(guó)法規(guī)所規(guī)定的應(yīng)用級(jí)模型，選用高斯解析擴(kuò)散模型作為本文模擬突發(fā)性大氣污染擴(kuò)散時(shí)空分布的模型。
　　 隨后重點(diǎn)介紹高斯解析擴(kuò)散模型的基本原理及計(jì)算方法。在突發(fā)性大氣污染事故中，瞬間排放的廢氣由于風(fēng)向和風(fēng)速等影響，在大氣中通常形成羽狀煙流，而事故發(fā)生地在高斯模型中常視為坐標(biāo)原點(diǎn)。本文以著名化工基地寶山區(qū)大場(chǎng)鎮(zhèn)為研究案例，根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蛱卣?、環(huán)境條件等要素，選擇高斯煙羽擴(kuò)散模型描述該研究區(qū)域的

4、污染質(zhì)量濃度的分布。
　　 最后在GIS的二次開(kāi)發(fā)技術(shù)支持下，采用緊密耦合的方式將高斯點(diǎn)源煙羽模型與GIS功能進(jìn)行有機(jī)整合，形成空間分析、空間可視化與大氣污染模型一體化的模擬平臺(tái)，并以此對(duì)大場(chǎng)鎮(zhèn)進(jìn)行突發(fā)性大氣污染擴(kuò)散模擬演示。模擬的具體實(shí)現(xiàn)步驟為：(1)用戶選擇各種擴(kuò)散條件參數(shù)，如大氣穩(wěn)定度、下墊面、橫向及擴(kuò)散冪函數(shù)擴(kuò)散系數(shù)：(2)確定污染源點(diǎn)并作為起點(diǎn)，按右手法則建立高斯坐標(biāo)系，x軸代表下風(fēng)方向，y軸為橫向；(3)通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換