基于ADMS的火電廠高架源排放二氧化硫濃度分布特征研究.pdf

1、山西省作為我國(guó)能源大省，燃煤帶來(lái)的環(huán)境污染是眾所周知的，而火電廠排放出來(lái)的SO2通過(guò)遷移和轉(zhuǎn)化，對(duì)區(qū)域大氣環(huán)境有著主要的影響。為了從源頭治理SO2，需要進(jìn)一步分析目前火電廠SO2排放對(duì)區(qū)域大氣污染和周圍環(huán)境的影響。由于ADMS模型耦合了大氣邊界層研究的最新進(jìn)展，利用常規(guī)氣象要素來(lái)定義邊界層結(jié)構(gòu)，對(duì)于區(qū)域內(nèi)大氣污染物擴(kuò)散模擬既實(shí)用精度又高，而被廣泛的采用。故利用ADMS模型對(duì)火電廠高架源排放的SO2進(jìn)行模擬預(yù)測(cè)并探討其排放規(guī)律對(duì)于當(dāng)?shù)氐拇?/p>

2、氣環(huán)境改善有著十分重要的意義。
　　本論文在收集大量資料的基礎(chǔ)上，整理出2013年太原市第一熱電廠污染源排放數(shù)據(jù)，建立了電廠SO2源排放清單。在此基礎(chǔ)上，采用ADMS大氣擴(kuò)散模型，對(duì)該電廠排放的SO2的傳輸過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，借助于Surfer軟件，結(jié)合實(shí)際的監(jiān)測(cè)結(jié)果詳細(xì)分析了電廠周圍研究區(qū)域內(nèi)的SO2和SO42-濃度分布以及SO2和SO42-總沉降、干/濕沉降。得出以下幾點(diǎn)結(jié)論:
　　(1)氣象條件對(duì)SO2濃度擴(kuò)散分布的影響

3、
　　SO2濃度隨溫度的差異而變化，夜晚由于有逆溫的存在，而使污染物不易遷移擴(kuò)散，造成濃度升高;在白天，逆溫層慢慢消失，污染物遷移擴(kuò)散隨之增強(qiáng)，造成濃度降低。傍晚，地面溫度逐漸降低，逆溫層再次形成。循環(huán)往復(fù)，便造成了污染物濃度的“V型”分布。
　　夜晚風(fēng)速較小，風(fēng)向較單一，不利于污染物的遷移擴(kuò)散，而白天風(fēng)速較大，風(fēng)向較復(fù)雜，污染物因此在不同的方向、更大的范圍內(nèi)得到了稀釋擴(kuò)散，污染物濃度相對(duì)較低。風(fēng)向?qū)ξ廴疚锏倪w移擴(kuò)散具有很大

4、的影響作用，在污染源的下風(fēng)向污染物濃度偏高。
　　云量對(duì)污染物擴(kuò)散有抑制作用，當(dāng)云量為2成和5成時(shí)，風(fēng)向軸線各點(diǎn)的SO2濃度為5成的大，說(shuō)明云量越高，污染物地面濃度越高。
　　降雨對(duì)SO2的沖刷作用較強(qiáng)，當(dāng)降雨量為7.1mm和2.1mm時(shí)，風(fēng)向軸線各點(diǎn)的SO2濃度為2.1mm的大，說(shuō)明降雨量越大，污染物濃度越低。
　　(2) SO2濃度擴(kuò)散的時(shí)間分布特征
　　SO2最大小時(shí)均濃度均值變化均呈“V”形分布，即白天低

5、晚上高，從傍晚18時(shí)至次日早晨7時(shí)較高，從早晨8時(shí)起開始下降，下午16時(shí)達(dá)到最低值，然后又從下午17時(shí)開始上升。這主要是由于一天中晝夜交替造成的溫度變化而引起的。
　　SO2最大日均濃度均值分布變化呈多峰形，這是由于氣象條件的變化這些影響因素的變化日夜交替，起伏較大，無(wú)明顯的規(guī)律。
　　對(duì)于季變化，春、冬季度濃度較高，夏、秋季度較低。這與四季的氣象條件有關(guān)系，夏季和秋季的大氣擴(kuò)散條件好，有利于SO2的遷移擴(kuò)散，而春季和冬季則

6、不利于污染物的遷移擴(kuò)散。
　　(3) SO2與SO42-濃度及其干濕沉降的空間分布特征
　　SO2濃度的空間分布總體上與風(fēng)向分布一致，高濃度帶呈西北(NW)—東南(SE)向分布。即SO2濃度從源強(qiáng)向外逐漸遞增，在距離源強(qiáng)約2～3km里處達(dá)到最大，隨后逐漸減小。SO2與SO42-濃度分布高值區(qū)基本吻合，說(shuō)明排放源對(duì)近地面SO2與SO42-濃度分布有較大影響，但SO42-擴(kuò)散范圍比SO2擴(kuò)散范圍較廣。
　　由硫沉降分布來(lái)看

7、，全年總沉降為43.1215μg·m-2·s-1，干沉降37.7640μg·m-2·s-1，濕沉降5.3575μg·m-2·s-l。由于年降水量少，干沉降是總硫沉降的主要形式，占到87％，與污染源的分布有很好的相關(guān)性。而濕沉降僅占總沉降的13％，與氣象資料中降雨量少有著直接的關(guān)系?？偝两捣植际歉沙两岛蜐癯两档募雍妥饔玫捏w現(xiàn)。
　　(4) SO2和SO42-濃度及其沉降量的季節(jié)分布特征
　　總體來(lái)說(shuō)，研究區(qū)域各季SO2和SO4

8、2-最高濃度帶呈NW-SE向分布，但各季中濃度變化范圍略有不同，夏季最小，秋季和春季次之，冬季最大。這與四季的氣象條件有關(guān)系，夏季和秋季的大氣擴(kuò)散條件好，有利于SO2的遷移擴(kuò)散，而春季和冬季則不利于污染物的遷移擴(kuò)散。
　　四季SO2干沉降量中，沉降量最多的為冬季，其次為春季，再次為秋季，最后為夏季。由于所用氣象資料中春冬季降水量很少，這兩個(gè)季節(jié)相應(yīng)的濕沉降幾乎為零。而秋季濕沉降量小于夏季濕沉降量，這是因?yàn)橄募镜慕涤炅勘惹锛径?，被沖