当前课程知识点：大气污染控制工程 > 第四章 大气污染浓度估算模式 > 4-3 特殊气象和地形条件下的高斯扩散模式（选修） > Video
同学们好！上一讲我们介绍的点源扩散高斯模式
是在稳定天气、平坦地形条件下得到的
如果整个大气层不均匀
污染物扩散所涉及的温度层结不止一种
或者地表粗糙度高，地势起伏大，就需要进行特殊处理
因此，这一讲我们介绍特殊气象和地形条件下的高斯模式
在上部存在逆温层的气象条件下
污染物的垂直扩散受到上部逆温层的限制
只能在地面和逆温层底之间进行
好像烟流被“封闭”在一个狭小的空间内
因此这种情况被称为封闭型扩散
在封闭型扩散中，我们可以认为
污染物完全不向逆温层扩散
上部逆温层对污染物起全反射作用
相当于污染源在地面和逆温层之间反复进行无穷多次全反射
因此，可以采用像源法处理
认为实源在两个镜子里形成无穷多个像对
污染物浓度是实源和无穷多虚源的贡献之和
于是，实源或者某个虚源在地面轴线上贡献的污染物浓度
可以用这个式子表示
公式右边第一项和高斯连续点源扩散模式相同
不同的是第二项
这里的D是混合层高度
H为有效源高，n是烟流在两界面之间的反射次数
H-2nD即为第n个像源高度，对n从负无穷到正无穷进行求和
就得到了所有源的贡献之和
前面的计算公式过于繁琐，我们一般采用更为简化的方法
把浓度估算按照下风向距离x的不同
分成三种情况进行处理
我们用xD表示烟流垂直扩散高度刚好达到
逆温层底部时的水平距离
在距离排放源较近，也就是x 污染物的向上扩散还没有达到逆温层底部 因此不受上部逆温层的影响 这时可以用正常温度层结的扩散模式进行计算 那么如何判断烟流是否达到逆温层底呢 这一点可以根据烟流的半宽度来确定 当烟流接触到逆温层时，烟流半宽度等于D-H 由于符合正态分布，烟流半宽度等于2.15倍的σz 由此可以计算得到此时的σz。根据算出的σz， 我们就可以通过查询P-G曲线(下一讲介绍)得到这时的距离xD 如果x大于两倍的xD，距离排放源已经足够远 这时我们可近似认为污染物在z方向已经充分混合均匀了 污染物浓度分布函数可以用这个简化公式来计算 如果下风向距离介于xD和2xD之间，情况就比较复杂 可以假设从xD到2xD间浓度随x的变化是线性的 用内插的方法近似估算污染物的浓度 另一种特殊情况是熏烟型扩散 熏烟现象一般出现在辐射逆温的消失阶段 在夜间，由于辐射逆温，烟流排入逆温层中 形成平展型扩散；早晨太阳升起后 地面得到来自太阳的辐射逐渐加热 夜间产生的逆温层逐渐抬升 当逆温破坏到烟流下边缘以上时 使烟流发生向下的强烈混合，地面污染物的浓度增大 产生熏烟过程 熏烟过程一般多在早晨发生，持续时间不超过2小时 在熏烟过程中，当混合层高度hf还未达到烟囱有效高度H时 只有一部分烟气进入混合层产生熏烟 这时我们假设在混合层中污染物垂直混合均匀 可以用封闭型扩散模式在x>2xD情况下的公式来进行计算 其中混合层高度为hf 但源强Q只包括进入混合层内的排放部分 此时浓度的计算公式是大家看到的这个公式 需要注意的是 此时y方向的扩散参数大于原来大气稳定度级别时的扩散参数 因此要对扩散参数进行修正 当混合层继续上升，达到烟囱的有效高度处时 可以认为排放源有一半进入混合层 因此浓度公式可以进一步简化 当混合层上升到烟流上边缘，也就是H+2σz处时 可以认为烟流全部向下混合，地面熏烟浓度达到最大 逆温层消失到烟流上边缘以上后 烟流全部处于不稳定的大气中，不受熏烟扩散的影响 在我国，山区和丘陵地区约占全国总面积的2/3以上 许多工业企业都座落于山区 因此研究山区的扩散具有特殊的意义 这里给出了一个山区扩散的示意图 可见，山区受地形作用 热力和动力作用使大气流场很难保持均匀和定常 因此山区的大气湍流实际上不遵从正态分布 但对风向稳定、研究尺度不大 地形较为开阔以及起伏不大的地区 大气扩散仍然可以用高斯扩散模式表示 只是扩散参数比平原地区大很多 狭长山谷中的排放源可以近似按照封闭型山谷模型来计算 这里我们假设山区地形起伏不大、地势较为开阔 风向基本稳定；研究尺度比较小 距离污染源一段距离处，横向浓度是均匀分布的 在此基础上，可以得到封闭山谷的污染物扩散公式 与前面讨论的封闭型扩散类似 在烟流开始扩散的一段距离内 还没受到峡谷两壁影响，因此应考虑污染物在横向上的扩散 当达到一定距离后，可认为污染物在横向达到了均匀分布 这个距离与山谷宽度有关 可以根据山谷宽度除以4.3得到对应的横向扩散参数 再查P-G曲线确定扩散开始受到峡谷两壁影响时的下风向距离 需要注意的是，由于山区剧烈的湍流运动 高斯分布的扩散参数在相同条件下大于平原地区的扩散参数 因此山区扩散参数计算中 大气稳定度等级应该向不稳定方向上提级 关于特殊气象和地形条件下的扩散模式就介绍到这儿 谢谢大家
-1-1 大气污染的定义和分类
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-第一章 绪论--1-1 大气污染的定义和分类
-1-2 大气污染物和排放源
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-第一章 绪论--1-2 大气污染物和排放源
-1-3 大气污染的影响
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-第一章 绪论--1-3 大气污染的影响
-1-4 大气污染防治法规及标准体系
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-第一章 绪论--1-4 大气污染防治法规及标准体系
-第一章 绪论--第一章 作业习题
-2-1 燃料的性质与分类
-第二章 燃烧与大气污染--2-1 燃料的性质与分类
-2-2 燃烧过程和计算
--燃烧过程和计算
-第二章 燃烧与大气污染--2-2 燃烧过程和计算
-2-3 硫氧化物的生成
--硫氧化物的生成
-第二章 燃烧与大气污染--2-3 硫氧化物的生成
-2-4 氮氧化物的生成
--氮氧化物的生成
-第二章 燃烧与大气污染--2-4 氮氧化物的生成
-2-5 颗粒物的生成
-2-5 颗粒物的生成--作业
-2-6 其他污染物的生成
--其他污染物的生成
-第二章 燃烧与大气污染--2-6 其他污染物的生成
-第二章 燃烧与大气污染--第二章 作业习题
-3-1 概述
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-第三章 大气污染气象学--3-1 概述
-3-2 大气的垂直结构
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-第三章 大气污染气象学--3-2 大气的垂直结构
-3-3 大气的热力过程
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-第三章 大气污染气象学--3-3 大气的热力过程
-3-4 大气稳定度与逆温
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-3-4 大气稳定度与逆温--作业
-3-5 大气的运动和风
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-第三章 大气污染气象学--3-5 大气的运动和风
-第三章 大气污染气象学--第三章 作业习题
-4-1 概述
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-第四章 大气污染浓度估算模式--4-1 概述
-4-2 点源扩散的高斯模式
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-第四章 大气污染浓度估算模式--4-2 点源扩散的高斯模式
-4-3 特殊气象和地形条件下的高斯扩散模式（选修）
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-第四章--4-3 特殊气象和地形条件下的高斯扩散模式（选修）
-4-4 点源扩散浓度的估算
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-第四章 大气污染浓度估算模式--4-4 点源扩散浓度的估算
-4-5 线源和面源扩散模式（选修）
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-第四章--4-5 线源和面源扩散模式（选修）
-4-6 空气质量模型的研究进展
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-4-7 区域空气质量模型的应用案例（选修）
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-第四章--4-7 区域空气质量模型的应用案例（选修）
-第四章 大气污染浓度估算模式--第四章 作业习题
-5-1 粒径与粒径分布
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-第五章 颗粒污染物控制技术基础--5-1 粒径与粒径分布
-5-2 颗粒物的形貌特征
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-第五章 颗粒污染物控制技术基础--5-2 颗粒物的形貌特征
-5-3 化学组成和光学性质
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-5-3 化学组成和光学性质--作业
-5-4 粉尘的物理性质
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-第五章 颗粒污染物控制技术基础--5-4 粉尘的物理性质
-5-5 净化装置的性能
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-第五章 颗粒污染物控制技术基础--5-5 净化装置的性能
-5-6 流体阻力和颗粒的沉降
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-第五章--5-6 流体阻力和颗粒的沉降
-5-7 惯性碰撞、机械拦截和扩散（选修）
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-5-7 惯性碰撞、机械拦截和扩散（选修）--作业
-第五章 颗粒污染物控制技术基础--第5章 作业习题
-6-1 重力沉降室
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-第六章 除尘装置--6-1 重力沉降室
-6-2 旋风除尘器
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-6-2 旋风除尘器--作业
-6-3 电晕放电和粒子荷电（选修）
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-6-3 电晕放电和粒子荷电（选修）--作业
-6-4 荷电颗粒的运动和捕集
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-第六章 除尘装置--6-4 荷电颗粒的运动和捕集
-6-5 电除尘器的结构和设计
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-第六章 除尘装置--6-5 电除尘器的结构和设计
-6-6 袋式除尘器的工作原理
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-6-6 袋式除尘器的工作原理--作业
-6-7 袋式除尘器的压力损失和清灰（选修）
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-第六章--6-7 袋式除尘器的压力损失和清灰（选修）
-6-8 袋式除尘器的设计和应用
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-6-8 袋式除尘器的设计和应用--作业
-6-9 湿式除尘器的工作原理
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-第六章 除尘装置--6-9 湿式除尘器的工作原理
-6-10 文丘里洗涤器（选修）
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-第六章 除尘装置--6-10 文丘里洗涤器（选修）
-6-11 除尘器的选择与发展
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-6-11 除尘器的选择与发展--作业
-第六章 除尘装置--第六章 作业习题
-期中测试--期中测试
-7-1 物理吸收传质计算
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-第七章 --7-1 物理吸收传质计算
-7-2 化学吸收传质计算
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-7-2 化学吸收传质计算--作业
-7-3 吸收设备和工艺
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-7-3 吸收设备和工艺--作业
-7-4 气体吸附原理与速率
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-7-4 气体吸附原理与速率--作业
-7-5 吸附设备与工艺
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-7-5 吸附设备与工艺--作业
-7-6 吸附器的设计计算
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-第七章 --7-6 吸附器的设计计算
-7-7 催化原理
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-7-7 催化原理--作业
-7-8 气固催化反应动力学
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-7-8 气固催化反应动力学--作业
-7-9 气固相催化反应器的设计
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-7-9 气固相催化反应器的设计--作业
-第七章 气态污染物控制技术基础（选修）--第七章 作业习题
-8-1 概述
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-8-1 概述--作业
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-第八章 硫氧化物控制技术--8-2 燃烧前燃料脱硫
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-8-3 流化床燃烧脱硫--作业
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-8-4 高浓度二氧化硫回收--作业
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-第八章 --8-5 石灰石/石灰湿法烟气脱硫技术
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-8-10 循环流化床干法烟气脱硫--作业
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-8-11 烟气脱硫技术的综合比较--作业
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--参考链接
-第八章 硫氧化物控制技术--第八章 作业习题
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-9-1 概述--作业
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-第九章 固定源氮氧化物控制技术--9-2 低氮氧化物燃烧技术
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-第九章 固定源氮氧化物控制技术--9-3 选择性催化还原技术
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-9-7 固定源氮氧化物控制技术评价--作业
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-第九章 固定源氮氧化物控制技术--第九章作业习题
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-第十章 挥发性有机物控制技术--10-2 蒸气压及蒸发
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-第十章 挥发性有机物控制技术--10-3 VOCs污染预防
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-10-4 冷凝法控制VOCs污染--作业
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-第十章--10-5 燃烧法控制VOCs污染
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-第十一章--11-2 内燃机工作原理和污染物生成机制
-11-3 机动车排放控制技术
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-第十一章 机动车污染控制--11-3 机动车排放控制技术
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-第十一章--11-4 先进车辆技术和清洁替代燃料技术
-11-5 交通规划与交通管理（选修）
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-11-5 交通规划与交通管理（选修）--作业
-第十一章 机动车污染控制--第十一章作业习题
-12-1 全球气候变化与温室效应
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-12-1 全球气候变化与温室效应--作业
-12-2 气候变化的应对措施
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-12-2 气候变化的应对措施--作业
-12-3 臭氧层破坏问题
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-12-4 臭氧层破坏的应对措施
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-第十二章 全球性大气环境问题--第十二章作业习题
-Lecture 01
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-Lecture 02
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-Conversation
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-附加：--Exercise
