兰州市大气环境容量的研究

论文摘要

随着城市化、工业化、区域经济一体化进程的不断加快,工业源、交通源和生活源排放的大气污染物日益增加,使得我国的空气污染问题日益突出,严重制约了区域社会经济的可持续发展。为提升区域环境空气质量,保障人居环境,落实区域可持续发展战略,促进产业结构调整、提高大气污染治理水平,实施大气污染物总量控制是十分必要的;在大气污染总量控制研究中,根据区域气象条件,确定地理区域性总量控制系数A和污染扩散空间是合理核算大气环境容量,进而科学确定污染物排放总量的基础。本研究首先通过兰州市环境质量现状分析和国家政策相关要求,确定大气环境容量核算因子;并根据区域可开发利用面积,从污染气象角度给出了扩散单元面积,据此确定环境容量核算的基本参数-控制区面积;其次利用WRF模式模拟了兰州市中心城区（城关区、安宁区、西固区和七里河区）的边界层高度及边界层内不同高度层的风速,采用A值法计算兰州市中心城区SO2、NOX以及VOCS的大气环境容量;最后,将MEIC清单统计得到的兰州市中心城区2016年SO2和NOx的排放总量与常态下的SO2和NOx的环境容量进行对比,并结合区域环境质量监测资料结果,说明大气环境容量设置的合理性。此外,为了应对不利气象条件—低层逆温出现时的情景,本研究还分别给出逆温出现高度不同（100m和150m）时所对应的大气环境容量。所得结论如下:（1）兰州背景点（榆中站点）监测的2013-2016年PM10和PM2.5的年日均值均超过国家二级标准,说明PM10已无环境容量;因此,本研究容量测算因子为SO2、NOx和VOCs;同时,从污染扩散单元角度采用GIS方法确定污染扩散空间范围。（2）兰州市中心城区的A值具有季节变化特征,春夏季较大,而秋冬季较小;春夏季A值较大主要原因是边界层高度及边界层内的平均风速较大,而冬季则相反;为了实现区域环境质量持续稳定达标的目标,本研究选取各区冬季不利气象条件下的A值来确定各区的大气污染物排放总量。（3）常态下（基于平均混合层高度的A值法）兰州市中心城区SO2、NOx和VOCs的基本大气环境容量分别为:2.15×104t/a、1.21×104t/a和4.01×104t/a;SO2和NOx的变动大气环境容量分别为:0.68×104t/a和0.08×104t/a;SO2、NOx和VOCs的大气环境容量分别为:2.83×104t/a、1.29×104t/a和4.01×104t/a。（4）2016年SO2的实际年排放量（1.62×104t/a）未超过大气环境容量限值（2.83×104t/a）,尚有余量（1.21×104t/a）,这与兰州市2016年四个环境空气质量国控点的SO2年平均浓度均达标的现状一致;NOx的实际年排放量（3.16×104t/a）已超过计算容量值（1.29×104t/a）,NOx已无环境容量（-1.87×104t/a）,这与兰州市2016年四个环境空气质量国控点的NOx年平均浓度均超标的现状一致;本研究采用A值法计算的兰州市中心城区的大气环境容量符合区域污染扩散特征,计算结果合理。（5）兰州市逆温高度为100m时,SO2、NOx和VOCs的大气环境容量分别为:1.03×104t/a、0.29×104t/a和0.66×104t/a,与常态下的环境容量相比,容量变化率分别为63.5%、77.6%和83.5%。兰州市逆温高度为150m时,SO2、NOx和VOCs的大气环境容量分别为:1.29×104t/a、0.42×104t/a和1.12×104t/a,与常态下的环境容量相比,容量变化率分别为54.6%、67.5%和72.1%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 研究现状
•   1.3 研究内容
•   1.4 技术路线
• 第二章 环境空气质量现状调查
•   2.1 兰州市自然环境概况
•     2.1.1 地理位置
•     2.1.2 地形地貌
•     2.1.3 气象气候特征
•   2.2 兰州市大气污染防治工作进展
•   2.3 兰州市大气污染物浓度的变化特征
•     2.3.1 年变化特征
•     2.3.2 月变化特征
•     2.3.3 日变化特征
•   2.4 兰州市环境空气质量（AQI）的时间变化特征
•     2.4.1 年变化特征
•     2.4.2 月变化特征
• 第三章 大气环境容量的研究方法
•   3.1 大气环境容量的计算方法
•     3.1.1 A值法
•     3.1.2 多源模型法
•     3.1.3 线性规划法
•     3.1.4 本研究大气环境容量计算方法
•   3.2 大气环境容量计算参数的确定方法
•     3.2.1 混合层高度的计算方法
•     3.2.2 平均风速的计算方法
•   3.3 WRF模式
•     3.3.1 WRF模式简介
•     3.3.2 WRF模式控制方程组
•     3.3.3 模拟区域及参数设置
• 第四章 兰州市基本大气环境容量的研究
•   4.1 控制区面积
•     4.1.1 兰州市中心城区范围
•     4.1.2 控制区面积的确定
•   4.2 容量测算因子及环境目标值
•   4.3 本底浓度
•   4.4 A值的确定
•     4.4.1 混合层高度
•     4.4.2 边界层高度内平均风速
•     4.4.3 通风系数
•     4.4.4 A值
•   4.5 基本大气环境容量
• 第五章 兰州市变动大气环境容量的研究
•   5.1 污染物的干沉积清除量
•   5.2 污染物的湿沉积清除量
•   5.3 污染物的化学转化清除量
•   5.4 兰州市变动大气环境容量
• 第六章 兰州市环境容量及合理性分析
•   6.1 兰州市大气环境容量
•   6.2 环境容量合理性分析
• 2和NOx达标情况'>    6.2.1 兰州市2016年SO₂和NOx达标情况
• 2和NOx排放情况'>    6.2.2 兰州市2016年SO₂和NOx排放情况
•     6.2.3 环境容量的合理性分析
•   6.3 不同逆温层高度下的环境容量
• 第七章 结论与展望
•   7.1 结论
•   7.2 本文特色
•   7.3 不足和展望
• 参考文献
• 在学期间的研究成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李博

导师: 王颖

关键词: 模式,大气环境容量,通风系数,污染扩散空间

来源: 兰州大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 气象学,环境科学与资源利用

单位: 兰州大学

分类号: X16

总页数: 65

文件大小: 3189K

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