基于GIS的大氣點源污染高斯煙羽擴散模擬研究.pdf

1、近幾年，上海城市經(jīng)濟的快速發(fā)展導致了工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)節(jié)奏日益加快，各種污染問題也隨之而來，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。因此加強突發(fā)性大氣污染事故的應急監(jiān)測，研究其處理處置技術(shù)是環(huán)境保護領(lǐng)域中一項非常重要的工作。
　　 大氣污染擴散模型是一種時空復合型的、描述大氣對污染物的輸移、擴散和稀釋作用的環(huán)境模型，是進行環(huán)境評價和環(huán)境預測的有力手段。國內(nèi)外當前普遍采用仿真技術(shù)，通過數(shù)學模型對重大大氣污染

2、事故進行模擬和分析，這些系統(tǒng)基于專有平臺，自成系統(tǒng)，所以很難同環(huán)保局具體的業(yè)務系統(tǒng)進行整合。
　　 地理信息系統(tǒng)(GIS)作為一門介于信息科學，計算機科學，地理學，數(shù)學，測繪遙感學和管理科學之間新興的邊緣科學，以其強大、先進的空間展示和空間分析引擎日益受到國內(nèi)外眾多環(huán)境模擬專家的矚目。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大，已成為GIS領(lǐng)域和環(huán)境領(lǐng)域的一個研究與應用熱點。
　　 本文首先對各種擴散模

3、式的組成原理、方法及優(yōu)缺點進行探討，并基于我國法規(guī)所規(guī)定的應用級模型，選用高斯解析擴散模型作為本文模擬突發(fā)性大氣污染擴散時空分布的模型。
　　 隨后重點介紹高斯解析擴散模型的基本原理及計算方法。在突發(fā)性大氣污染事故中，瞬間排放的廢氣由于風向和風速等影響，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原點。本文以著名化工基地寶山區(qū)大場鎮(zhèn)為研究案例，根據(jù)當?shù)貧夂蛱卣鳌h(huán)境條件等要素，選擇高斯煙羽擴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的二次開發(fā)技術(shù)支持下，采用緊密耦合的方式將高斯點源煙羽模型與GIS功能進行有機整合，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，并以此對大場鎮(zhèn)進行突發(fā)性大氣污染擴散模擬演示。模擬的具體實現(xiàn)步驟為：(1)用戶選擇各種擴散條件參數(shù)，如大氣穩(wěn)定度、下墊面、橫向及擴散冪函數(shù)擴散系數(shù)：(2)確定污染源點并作為起點，按右手法則建立高斯坐標系，x軸代表下風方向，y軸為橫向；(3)通過坐標轉(zhuǎn)換