案。
4.1.2 模型准备
1) 关于气象条件数据的分析——风向风速
上世纪80年代，研究学者对生活垃圾焚烧厂周围大气中污染物浓度的分布研究发现，生活垃圾焚烧厂烟气排放、SO2、NOX和气候条件有直接相关[6]。
垃圾焚烧厂所在地的气象数据由深圳市气象站提供，气象预报的风向和风速指的是距地面10m高处在一定时间内观测到的平均风速[7]。
通过对垃圾焚烧厂所在区域一年的风向风速资料进行统计处理，绘制出如下统计图（图4-2），从图中可以清晰明了地看出该地区一年内的风向风速情况。
图4-2 年平均风速图
从图中可以看出该地区南风的平均风速比较大，达到3.1m/s，西南风、西风以及西北风的风速都比较接近于3m/s的风速，而北、东北、东、东南各方向的风速都在在1.7m/s左右。
为更加直观地反映该地的主导风向、风速的具体情况，我们用宜宾市气象局气候服务中心制的风玫瑰图绘制工具做出该地的风向玫瑰图4-3。
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图4-3 风向玫瑰图
从图中可以得出当地主导风向为西南风以及各个方向风的出现频率。 2) 焚烧厂周边污染物监测点的选取
选择环境动态监测点在设计监测方法中至关重要，它直接影响到所设计的环境动态监测体系是否合理适用，所以通过以上对垃圾焚烧厂地形地貌及气象条件数据的分析，结合《环境影响评价技术导则-大气环境》中所指出的：“各个监测点要有代表性，环境监测值应能够反应各环境敏感区域、各环境功能区的质量，以及预计受项目影响的高浓度区的环境质量。”[8]我们决定在垃圾焚烧厂周边5km之内敏感区域选择了极具代表性的9个监测点，分别为：平湖生态园、铁岗水库、平湖镇（龙口水库）、观澜镇、甘坑水库、布吉镇（仙湖植物园）、深圳市（梅林、银湖水库）、石岗镇、公明镇（大顶岭山林公园）。 4.1.3 用高斯烟羽模型测定各监测点污染物的最大落地浓度
高斯烟羽模型的坐标系如图4-4所示，原点为排放点，x轴正向为风速方向，y轴在水平面上垂直于x轴，正向在x轴的左侧，z轴垂直于水平面xoy，向上为正向。在此坐标系下烟流中心线或烟流中心线在xoy面的投影与x轴重合。[9]
z x (x,-y,z） (x,0,0) y H (x,-y,0) Hs 0 图4-4 高斯烟羽模型坐标系
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由正态分布假设可以导出下风向任意一点X(x,y,z)处污染气体浓度的函数为：
由概率统计理论可以写出方差的表达式为：
X(x,y,z)?A(x)e???2??y???2??z???Q????ay2e?bz2 （1）
????0y2Xdy???00Xdyz2Xdz????0Xdz （2）
由假设可以写出源强的积分公式：
???uXdydz （3）
将（1）式代入（2）式，积分可得：
（4）
将（1）式和（4）式代入（3）式，积分可得：
1??a?2?2?y??b?12?2?z?A（x）?Q （5）
2?u?y?zQ 再将（4）式和（5）式代入（1）式，可得：
??y2z2??X（x,y,z）?exp???2?2?? （6）
??2???y?z???2?y2?z???
上式为无界空间连续点源扩散的高斯模型公式，然而在实际中，由于地面的存在，烟羽的扩散是有界的。根据假设可以把地面看做一面镜面，对污染气体起全反射作用，并采用像源法处理。（图4-5）可以把任一点处的浓度看做两部分的贡献之和：一部分是不存在地面时所造成的污染物浓度；一部分是由于地面反射作用增加的污染物浓度。该处的污染物浓度即相当于不存在地面时由位于?0,0,H?的实源和位于?0,0,?H?的像源在P点处所造成的污染物浓度之和[10]。
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? 烟流主轴（实源） H z x=0 P’(x,-z) 像源 （0,0，-H)
图4-5 像源法原理示意图
烟流主轴（像源） P(x,z) 实源
（0,0， 其中，实源的贡献为：
?1y2??1(z?H)2?X1?x,y,z??exp??exp??? （7） 2?2?2??2???y?z2?y??z?? 其中，像源的贡献为：
?1y2??1(z?H)2?QX2?x,y,z??exp??exp??? （8） 2?2??2???y?z?2?z??2?y? 则该出的实际浓度为：
X(x,y,z)?X1(x,y,z)?X2(x,y,z) （9）
Q 由以上条件公式可得到高价连续点源扩散的高斯烟羽模型公式为：
Q1y21(z?H)21(z?H)2X(x,y,z,H)?exp(?)?[exp(?)?exp(?)] 2222???y?z2?y2?z2?z （10）
式中，令z?0，即可得到地面气体浓度计算公式：
?1y2??H2?QX（x,y,0,H）?exp??（）?exp?2? (11)
???y?z??2?z??2?y????式（11)中扩散系数y，z的大小与大气湍流结构、离地高度、地面粗糙度、污染扩散持续时间、监测时间间隔、风速以及离开污染源的距离等因素有关。大气的湍流结构和风速在大气稳定度中考虑。大气稳定度由10米高度以上的风速、白天的太阳辐射或夜间的运量等参数决定。
按照Pasquill的分类方法，随着气象条件见稳定性的增加，大气稳定度可以分为A、B、C、D、E、F六类。其中A、B、C三类表示气象条件不稳定，E、F两类表示气象条件稳定，D类表示中性气象条件，也就是说气象条件的稳定性在稳定与不稳定之间。A、B、C三种类型的稳定度中，A类表示气象条件极其不稳定，B类表示气象条件中等程度不稳定，C类表示气象条件弱不稳定。E和F两种类
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型的稳定度中，E类表示气象条件弱稳定，F类表示气象条件中等程度稳定。
一般来说，随着大气稳定度的增加，扩散系数减小。根据Hanna和Drivas的建议，污染物扩散系数与大气稳定度类型和下风向的关系如下表4-1：
表4-1 扩散系数的计算方法大气稳定度 A B C D E F [11]
?y ?z 0.2x 0.22x(1?0.0001x)0.50.16x(1?0.0001x)0.50.11x(1?0.0001x)0.50.08x(1?0.0001x)0.50.06x(1?0.0001x)0.50.04x(1?0.0001x)0.50.12x 0.08x(1?0.0002x)0.5 0.06x(1?0.0015x)0.5 0.03x(1?0.0003x) 0.016x(1?0.0003x) 通过对深圳市气象局关于10米高度以上的风速、白天的太阳辐射或夜间的云量等参数进行分析可以估计该区域的大气稳定度处于D等级，这样即可算出该
?地区污染物扩散系数y、?z。同时，根据对附件二中颗粒物、SO2、NOx一个月内平均排放量数据进行处理的结果进行分析，算出焚烧厂污染物排放速率即源释放速率Q。
通过MATLAB程序利用题目和附件所给数据分别运行测定出了所选9个监测点各污染物的最大落地浓度（表4-2）：
表4-2 所选监测点各污染物的最大落地浓度
所选监测点 平湖生态园 铁岗水库 平湖镇 （龙口水库） 观澜镇 甘坑水库 布吉镇（仙湖植物园） X（m） Y（m） 风向 0 0 0 0 0 0 西北 东北 西 东南 西南 北 风速（m/s) 0.0214 0.13 0.72 0.068 1.11 0.13 颗粒物 (t/d) 0.033 0.011 0.0022 0.013 0.0012 0.0026 so2 (t/d) 0.0556 0.0019 0.0186 0.0303 0.002 0.0044 NOx (t/d) 0.0714 0.0024 0.0048 0.0284 0.0026 0.0056 2000 19166.7 3914.69 5422.68 4300.24 10197.2 9